納米線網絡由直徑僅為十億分之一米的細線組成,這些細線模仿出的神經網絡,就像人類大腦中的神經網絡一樣,可用于執(zhí)行特定的信息處理任務。
而記憶和學習任務是通過簡單的算法來實現的,這些算法響應納米線重疊處的電阻變化。這種功能被稱為“電阻記憶切換”,當電輸入遇到電導率變化時就會產生這種功能,類似于大腦中突觸發(fā)生的情況。
在這項研究中,受人腦處理信息方式的啟發(fā),團隊成員利用該網絡成功識別了和記憶與圖像相對應的電脈沖序列。記憶任務類似于記住電話號碼。該網絡還能用于執(zhí)行基準圖像識別任務,訪問手寫數字數據庫中的圖像,這是機器學習中使用的70000張小灰度圖像的集合。
研究人員稱,這種新穎方法允許納米線神經網絡即時學習和記憶,逐個樣本在線提取數據,從而避免大量的內存和能源占用。
團隊成員表示,納米線神經網絡此次展示了基準機器學習能力,在正確識別測試圖像方面得分為93.4%。記憶任務涉及回憶最多八位數字的序列。對于這兩項任務,數據都被傳輸到網絡中。最重要的是,該研究不但展示了納米線神經網絡在線學習的能力,還展示了其記憶如何增強學習。
在這個“大腦”中,納米線重疊的連接點其實非常重要,因為它的運作方式正類似于人類大腦突觸的運作方式,這是能對電流作出反應的關鍵。憑借這一成果,科學家證明了人類可以操控納米線網絡“大腦”去啟發(fā)學習和記憶功能,從而處理動態(tài)的流數據。不久的未來,人們也將用它實現更復雜的現實世界學習和記憶任務。(記者張夢然)