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新型人工神经元能模仿脑细胞电化学行为,有望降低能耗提升AI效率

发布时间: 2025-11-01 11:46:00 来源: 科技日报

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美国南加州大学研究团队开发出一种新型人工神经元,能够模仿生物大脑细胞的电化学行为。这一成果标志着神经形态计算技术的突破,有望显著缩小芯片体积、降低能耗,并推动通用人工智能(AI)的实现。相关论文发表于新一期《自然·电子学》杂志。u7u速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

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将一个扩散忆阻器和一个电阻器堆叠在一个晶体管上,即可制成一个集成脉冲人工神经元,该神经元功能丰富、占用空间小(仅需一个晶体管)、能耗低,适用于神经形态计算系统。图片展示了这种集成神经元阵列的芯片,该芯片在大学的洁净室中制造,每个神经元的有效区域约为4μm2。图片来源:美国南加州大学

这种人工神经元不同于传统的数字处理器或硅基“类脑芯片”,它能真正模仿生物神经元的运作方式。在大脑中,神经活动由化学物质触发。而在这种人工神经元中,化学反应同样能驱动信息处理。也就是说,它不是用公式去“模拟”神经元的行为,而是通过物理过程去“复制”大脑的机制。u7u速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

在生物系统中,大脑通过电信号与化学信号共同完成信息传递。神经元先产生电信号,这些信号在突触处转化为化学信号,再由化学信号激发下一个神经元形成新的电信号,实现神经活动的连锁反应。u7u速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

研究团队此次采用一种被称为“扩散忆阻器”的新型器件,首次在物理层面上高保真地再现了这一过程。扩散忆阻器的工作机制依赖于离子的扩散和记忆效应。与传统基于电子流的晶体管不同,离子的运动更接近大脑中神经元的自然活动,使得学习可以直接在硬件层面发生。u7u速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

这种新型人工神经元不仅在能源利用方面极为高效,还在结构上大幅简化。研究团队表示,一个扩散忆阻器人工神经元仅需一个晶体管的空间,而传统设计通常需要数十至数百个晶体管。这样的创新意味着未来芯片的体积和能耗都有望减少几个数量级,为构建更紧凑、更节能、更接近人脑效率的人工智能系统奠定基础。u7u速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

日前,高等教育数字化与课程思政建设研讨会暨中国高校财经慕课联盟首届“同课异构”教学竞赛颁奖典礼在对外经济贸易大学 中新网北京12月19日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-计算科学》最新发表一篇论文称,研 一年前,美国国家点火装置(NIF)产生了一种聚变反应,其释放的能量超过消耗的能量,这种现象被称为点火。今年,NIF通过一次又一次 癌症是人类健康的主要威胁之一。近年来,一种新的靶向精准放射治疗手段——硼中子俘获治疗技术(BNCT)快速发展,对于复发 12月18日23时59分,甘肃省临夏回族自治州积石山保安族东乡族撒拉族自治县发生6.2级地震,震源深度10公里。截至19日16时50分 关于发布“2023年度华夏建设科学技术奖”授奖项目的公示 华夏奖字〔2023〕第4号 各有关单位: 2023年度华夏建设科学技术 。

本文链接:新型人工神经元能模仿脑细胞电化学行为,有望降低能耗提升AI效率http://www.sushuapos.com/show-11-27659-0.html

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