俄罗斯正在研发人工神经网络系统

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人民网北京10月29日电(张戈)据科技部网站报道，俄罗斯国立下诺夫哥罗德大学(Nizhny Novgorod National University)正在开发一种自适应神经接口，它由一个脑接口神经网络和一个基于忆阻器的电子神经形态系统组成。这项研究是人类在生物组织和生物神经网络的相容性方面的首次科学尝试。

下诺夫哥罗德国立大学实施的方案是开发一种自适应神经接口，其一端是活体组织，另一端是基于忆阻器的神经网络。忆阻器神经系统与具有记录和刺激神经组织生物电活动功能的多电极系统相连，多电极系统可以实现活细胞网络的动态分析和分类功能。基于忆阻器，研制了一种具有突触可塑性(两个神经元之间的接触点)的小型电子器件，它可以作为生物神经网络的一个组成部分和由活体生物组织组成的系统来实现神经网络的功能。

目前，研究人员正在研究构建负反馈的可能性，使忆阻器系统输出的信号可以用来刺激生物网络，即实现活细胞和组织的训练过程。该实验通过使用人工培养的脑细胞和神经组织进行。在此基础上，将建立一个基于忆阻器的人工神经网络系统，其内部结构和功能将类似于生物神经系统。之后，现代标准微电子技术将用于在一个芯片上产生大量的神经元和突触，最终在一个芯片上形成人脑。将要形成的是一个混合电子系统，它的一些功能是通过传统的电子方法(三极管)实现的，而一些新的功能是通过忆阻器实现的。

加州大学的美籍华人科学家蔡少棠在1971年首次提出忆阻器的概念。围绕这一概念仍有激烈的争论，但大多数科学家都认为忆阻器是记忆领域中电阻功能的延伸，即具有记忆功能的电阻。

电阻与电流和电压之间的关系是线性的，而忆阻器是非线性元件，其电阻值取决于“史前”参数。忆阻器可以在早期记忆通过的电流，并相应地调整自己的状态。这种适应性行为与我们在自然界观察到的非常相似，尤其是在神经系统中起重要作用的突触。当然，忆阻器是生物神经系统的基本组成部分。

基于忆阻器的混合神经网络系统具有广阔的应用前景。首先，忆阻器可以实现当代超级计算机的超小型化，并将其规格压缩成一个芯片。其次，机器人可以由人工神经系统控制。最后，这种“类似大脑”的系统可以用来替代因受伤而受损部分的活体神经系统。