科技日?qǐng)?bào)北京5月8日電 （記者華凌）美國(guó)加州大學(xué)和紐約州立大學(xué)石溪分校的一個(gè)聯(lián)合研究小組，首次僅用憶阻器就創(chuàng)建出一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，從而向創(chuàng)建更大規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步。

　　憶阻器，可能聽(tīng)起來(lái)像是科幻電影中才有的東西，但現(xiàn)實(shí)中它們確實(shí)存在。憶阻器全稱(chēng)為記憶電阻器，是模擬人類(lèi)神經(jīng)元和突觸機(jī)制的一種有記憶功能的非線性電阻器。1971年，加州大學(xué)華裔科學(xué)家蔡少棠首次提出憶阻器的概念，但直到2008年，惠普公司的研究小組才將這一概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，他們創(chuàng)建了世界上第一個(gè)憶阻器器件。從此，科學(xué)家對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了大量研究，但到目前為止，仍沒(méi)有人能夠建立出一個(gè)完全基于憶阻器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7日?qǐng)?bào)道，迄今，大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均依托軟件，如谷歌、臉譜和IBM的軟件。這些網(wǎng)絡(luò)通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行，像學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，主要用來(lái)在人群中識(shí)別某個(gè)面孔，或基于某種模式回答問(wèn)題。盡管這種技術(shù)好處多多，但也明顯受限于硬件條件。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模和復(fù)雜性方面不斷增大，它們對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的要求也越來(lái)越高。因此，該領(lǐng)域的大多數(shù)研究人員相信，用憶阻器取代晶體管將是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。憶阻器就如同大腦中的神經(jīng)元，當(dāng)出現(xiàn)新的事物時(shí)能夠自行學(xué)習(xí)，當(dāng)被置于一個(gè)芯片中時(shí)，自然會(huì)減少網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行所耗資源。

　　在最新一期《自然》雜志上，研究小組描述了他們創(chuàng)建這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片的過(guò)程，并介紹了該芯片所具有的能力。研究報(bào)告顯示，新的芯片通過(guò)無(wú)晶體管的金屬氧化物憶阻器閂（Crossbars）創(chuàng)建，呈現(xiàn)為一個(gè)基本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，目前僅能夠執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，即學(xué)習(xí)和認(rèn)知3×3像素黑白圖像中的圖案。

　　研究人員稱(chēng)，該芯片的研發(fā)成功，向創(chuàng)建更大規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步，這將挖掘出憶阻器的真正潛力。同時(shí)，它也使得科學(xué)家緊隨大腦神經(jīng)元基本工作模式研究步伐，構(gòu)建類(lèi)似人腦方式處理與聯(lián)系信息的模擬式計(jì)算機(jī)成為可能。

　　總編輯圈點(diǎn)

　　美國(guó)和歐洲相繼投入巨資開(kāi)展“腦計(jì)劃”，起因正如奧巴馬總統(tǒng)所說(shuō)——“我們可以探索數(shù)光年之外的星系，卻對(duì)兩耳之間三磅重的大腦知之甚少”。在多變量、非線性、時(shí)變的大系統(tǒng)中，復(fù)雜性與精確性經(jīng)常形成尖銳矛盾，人腦思維處理就是這樣的大系統(tǒng)。模擬計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，目的不在于獲得數(shù)學(xué)問(wèn)題的精確解，而在于給出可供進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的電子模型。而憶阻器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片硬件從概念到實(shí)物，正是沿襲了上述研究思路的積極結(jié)果。