科技日報北京9月21日電 （記者張夢然）韓國科學技術研究院（KIST）shenjingxingtaigongchengzhongxinyanjiutuanduixuanbukaifachuyizhongnengjinxinggaodukekaoshenjingxingtaijisuanderengongtuchubandaotiqijian
，jiejueleshenjingxingtaibandaotiqijianyizuqichangqicunzaidemonituchutexing
、可塑性和信息保存方麵的局限。研究成果近日發表在《自然·通訊》雜誌上。

模(mo)仿(fang)人(ren)腦(nao)的(de)神(shen)經(jing)擬(ni)態(tai)計(ji)算(suan)係(xi)統(tong)技(ji)術(shu)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)
，克(ke)服(fu)了(le)現(xian)有(you)馮(feng)諾(nuo)依(yi)曼(man)計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)功(gong)耗(hao)過(guo)大(da)的(de)局(ju)限(xian)。實(shi)現(xian)使(shi)用(yong)大(da)腦(nao)信(xin)息(xi)傳(chuan)輸(shu)方(fang)法(fa)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)需(xu)要(yao)一(yi)種(zhong)能(neng)表(biao)達(da)各(ge)種(zhong)突(tu)觸(chu)連(lian)接(jie)強(qiang)度(du)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)模(mo)擬(ni)人(ren)工(gong)突(tu)觸(chu)裝(zhuang)置(zhi)。當(dang)神(shen)經(jing)元(yuan)產(chan)生(sheng)尖(jian)峰(feng)信(xin)號(hao)時(shi)，這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)使(shi)用(yong)神(shen)經(jing)元(yuan)之(zhi)間(jian)傳(chuan)輸(shu)的(de)信(xin)號(hao)。

KIST團(tuan)隊(dui)微(wei)調(tiao)了(le)活(huo)性(xing)電(dian)極(ji)離(li)子(zi)的(de)氧(yang)化(hua)還(hai)原(yuan)特(te)性(xing)，以(yi)解(jie)決(jue)阻(zu)礙(ai)現(xian)有(you)神(shen)經(jing)形(xing)態(tai)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)性(xing)能(neng)的(de)小(xiao)突(tu)觸(chu)可(ke)塑(su)性(xing)。研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)在(zai)突(tu)觸(chu)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)摻(chan)雜(za)和(he)使(shi)用(yong)各(ge)種(zhong)過(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)，以(yi)控(kong)製(zhi)活(huo)性(xing)電(dian)極(ji)離(li)子(zi)的(de)還(hai)原(yuan)概(gai)率(lv)。研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)
，離(li)子(zi)的(de)高(gao)還(hai)原(yuan)概(gai)率(lv)是(shi)開(kai)發(fa)高(gao)性(xing)能(neng)人(ren)工(gong)突(tu)觸(chu)裝(zhuang)置(zhi)的(de)關(guan)鍵(jian)變(bian)量(liang)。

因(yin)此(ci)，研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)將(jiang)具(ju)有(you)高(gao)離(li)子(zi)還(hai)原(yuan)概(gai)率(lv)的(de)鈦(tai)過(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)引(yin)入(ru)現(xian)有(you)的(de)人(ren)工(gong)突(tu)觸(chu)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)。這(zhe)保(bao)持(chi)了(le)突(tu)觸(chu)的(de)模(mo)擬(ni)特(te)性(xing)和(he)生(sheng)物(wu)大(da)腦(nao)突(tu)觸(chu)處(chu)的(de)設(she)備(bei)可(ke)塑(su)性(xing)，大(da)約(yue)是(shi)高(gao)電(dian)阻(zu)和(he)低(di)電(dian)阻(zu)之(zhi)間(jian)差(cha)異(yi)的(de)5倍。此外
，他們開發了一種高性能的神經形態半導體
，其效率大約提高了50倍。

此外，由於摻雜鈦過渡金屬的高合金形成反應性
，與現有的人工突觸裝置相比
，信息保留率提高了63倍。此外，包括長期增強和長期抑鬱的大腦功能可更精確地模擬。

該gai團tuan隊dui使shi用yong開kai發fa的de人ren工gong突tu觸chu設she備bei實shi現xian了le人ren工gong神shen經jing網wang絡luo學xue習xi模mo式shi，並bing嚐chang試shi了le人ren工gong智zhi能neng圖tu像xiang識shi別bie學xue習xi。結jie果guo，與yu現xian有you的de人ren工gong突tu觸chu裝zhuang置zhi相xiang比bi
，錯cuo誤wu率lv降jiang低di了le60%以上；此外，手寫圖像模式識別準確率提高了69%以上。研究團隊通過這種改進的人工突觸裝置證實了高性能神經形態計算係統的可行性。

研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)表(biao)示(shi)
，這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)極(ji)大(da)地(di)改(gai)善(shan)了(le)突(tu)觸(chu)的(de)運(yun)動(dong)範(fan)圍(wei)和(he)信(xin)息(xi)保(bao)存(cun)，這(zhe)是(shi)現(xian)有(you)突(tu)觸(chu)模(mo)擬(ni)的(de)最(zui)大(da)技(ji)術(shu)障(zhang)礙(ai)。新(xin)開(kai)發(fa)的(de)人(ren)工(gong)突(tu)觸(chu)裝(zhuang)置(zhi)表(biao)達(da)突(tu)觸(chu)各(ge)種(zhong)連(lian)接(jie)強(qiang)度(du)的(de)模(mo)擬(ni)運(yun)算(suan)區(qu)域(yu)得(de)到(dao)了(le)最(zui)大(da)化(hua)，因(yin)此(ci)基(ji)於(yu)大(da)腦(nao)模(mo)擬(ni)的(de)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)計(ji)算(suan)的(de)性(xing)能(neng)將(jiang)得(de)到(dao)提(ti)升(sheng)。

【總編輯圈點】

人ren腦nao的de學xue習xi和he記ji憶yi能neng力li，來lai自zi近jin千qian億yi個ge神shen經jing元yuan與yu突tu觸chu互hu連lian的de複fu雜za網wang絡luo。受shou大da腦nao認ren知zhi的de啟qi發fa
，神shen經jing形xing態tai計ji算suan應ying運yun而er生sheng
，並bing以yi效xiao仿fang生sheng物wu的de神shen經jing網wang絡luo為wei目mu標biao。在zai本ben研yan究jiu中zhong，改gai進jin的de人ren工gong突tu觸chu顯xian示shi出chu類lei腦nao人ren工gong智zhi能neng的de基ji本ben要yao素su
，且qie具ju有you優you於yu馮feng諾nuo依yi曼man架jia構gou性xing能neng的de潛qian力li。但dan最zui終zhong，它ta還hai需xu兼jian具ju高gao可ke擴kuo展zhan性xing和he成cheng本ben效xiao益yi，才cai可ke以yi真zhen正zheng為wei開kai發fa有you高gao級ji認ren知zhi功gong能neng的de神shen經jing形xing態tai智zhi能neng計ji算suan機ji鋪pu路lu。