基于双向阈值开关（OTS）的具有高可扩展性与高能效的人工神经元，具备放电频率适应与混沌活动特性
无序系统与神经网络
2020-07-01 v1 新兴技术
摘要
作为开发大规模脑启发计算系统的基本构件，我们提出了一种由双向阈值开关（OTS）和少量无源电子元件组成的高可扩展、高能效人工神经元器件。它不仅展现出基本的积分发放（I&F）功能和速率编码能力，还具有放电频率适应（SFA）特性和混沌活动。后两者作为哺乳动物大脑皮层中最常见的特征，对于实现高能效信号处理、学习以及对环境的适应至关重要，但迄今为止难以实现。此外，利用我们基于 OTS 的神经元器件结合延迟反馈动力学采用储备池计算技术，完成了语音数字识别任务，并取得了相当程度的识别准确率。通过与基于 Mott 忆阻器的人工神经元器件比较表明，基于 OTS 的人工神经元能效高出约 100 倍。这些结果表明我们的基于 OTS 的人工神经元器件在大规模脑启发计算系统开发应用中具有广阔前景。
引用
@article{arxiv.1810.08381,
title = {A highly scalable and energy-efficient artificial neuron using an Ovonic Threshold Switch (OTS) featuring the spike-frequency adaptation and chaotic activity},
author = {Milim Lee and Youngjo Kim and Seong Won Cho and Joon Young Kwak and Hyunsu Ju and Yeonjin Yi and Byung-ki Cheong and Suyoun Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.08381},
year = {2020}
}