忆阻神经网络实现联想记忆的实验演示
神经元与认知
2010-08-26 v3 介观与纳米尺度物理
分子网络
摘要
当有人提及一个熟人的名字时,我们立即会想起她的面孔,可能还有许多其他特征。这是因为我们拥有所谓的联想记忆,即能够将不同的记忆关联到同一事实或事件的能力。联想记忆是如此基本且包罗万象的人类能力(且不仅仅是人类),以至于我们大脑中的神经元网络必须相当容易地执行它。那么问题在于,能否构建电子神经网络(行为方式与人类大脑有些相似的电子方案)来执行这类功能。尽管神经网络领域已发展多年,但一个关键元素,即相邻神经元之间的突触,一直缺乏令人满意的电子表示。原因在于,能够再现突触行为的无源电路元件需要记住其过去的动态历史、存储连续的状态集,并根据突触前和突触后的神经元活动具有“可塑性”。在这里,我们展示了所有这些都可以通过记忆电阻器(简称忆阻器)来实现。特别是,通过使用简单且廉价的现成组件,我们构建了一个忆阻器仿真器,它实现了所有必需的突触特性。最重要的是,我们通过实验证明了一个由三个电子神经元和两个忆阻器仿真器突触连接而成的简单神经网络中联想记忆的形成。这一实验演示为利用记忆器件理解神经过程开辟了新的可能性,这是朝着用电子神经网络再现复杂学习、自适应和自发行为迈出的重要一步。
引用
@article{arxiv.0905.2935,
title = {Experimental demonstration of associative memory with memristive neural networks},
author = {Yuriy V. Pershin and Massimiliano Di Ventra},
journal= {arXiv preprint arXiv:0905.2935},
year = {2010}
}