由反双极晶体管制成的仿生且通用的类脑人工树突
应用物理
2025-06-23 v1
摘要
将神经网络理解为神经元-突触二元体，一直是神经科学以及受大脑启发的新兴神经形态计算技术的基础。然而，这一信条正日益受到近期神经科学研究的挑战，其中被低估的树突被发现是活跃的、动态独特且计算强大的。迄今为止，关于人工树突的研究很少，且少数现有器件仍远未达到通用或（和）仿生。受限的主流器件架构中可用物理机制有限，阻碍了突破。在此，我们通过实验展示一种由 WSe2/MoS2 异质结沟道反双极晶体管制成的仿生且通用的人工树突，它可紧密模拟实验记录到的非单调树突 Ca2+ 动作电位，该电位是多种复杂计算的基础。脉冲神经网络仿真揭示，引入这种非传统但仿生的树突激活增强了网络在非平稳环境中的鲁棒性与表征能力。通过进一步利用忆阻效应，树突反双极晶体管可自然模拟树突棘处 Ca2+ 介导的突触可塑性调节（元可塑性），这是一种由树突调制产生的重要稳态现象。树突反双极晶体管的发明完善了神经形态晶体管家族，代表了晶体管功能多样化的重大进展。
引用
@article{arxiv.2212.01277,
title = {Bio-realistic and versatile artificial dendrites made of anti-ambipolar transistors},
author = {Yifei Yang and Mingkun Xu and Jing Pei and Peng Li and Guoqi Li and Si Wu and Huanglong Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.01277},
year = {2025}
}