模拟人脑功能的人工突触设备

由智能设备和系统研究小组的主任Myoung-Jae Lee领导的研究小组成功开发了一种模仿神经细胞(神经元)功能和对人类大脑记忆作出反应的突触的人造突触设备。

突触是轴突和树突相遇的地方，因此人脑中的神经元可以发送和接收神经信号。已知人类大脑中有数百万亿个突触。

这种从大脑传递信息的化学突触信息传递系统可以用很少的能量处理高级并行算术，因此全世界正在研究模仿突触生物功能的人工突触设备。

李博士的研究团队，与首尔国立大学朴庆-教授领导的团队共同研究;中南大学朴成圭教授;POSTEC的Hyunsang Hwang教授开发了一种具有多种价值的高可靠性人造突触设备，方法是将钽氧化物和跨金属材料的钽氧化物构造为两层Ta2O5-x和TaO2-x，并控制其表面。

由研究小组开发的人造突触设备是一种电突触设备，当氧化钽层的电阻根据电信号的强度逐渐增加或减小时，它可以模拟大脑中突触的功能。通过仅在Ta2O5-x的一层上进行电流控制，它已成功克服了当前设备的耐用性限制。

此外，研究团队成功地实施了一个实现突触可塑性的实验，突触可塑性是创建，存储和删除记忆的过程，例如通过增强记忆的强度来长期增强记忆和长期抑制记忆删除。神经元之间的突触连接。

该研究小组采用的非易失性多值数据存储方法具有以下技术优势：与数据存储相比，它具有较小的人工突触设备系统面积，降低了电路连接复杂性并且将功耗降低了千分之一以上。基于使用0和1的数字信号的方法，例如易失性CMOS(互补金属氧化物半导体)。

该研究小组开发的高可靠性人工突触设备具有低功耗并行运算能力，可用于超低功耗设备或电路中，以处理大量大数据。有望将其应用于下一代智能半导体器件技术，例如人工智能(AI)的开发，包括机器学习和深度学习以及模仿大脑的半导体。

Lee博士说：“这项研究确保了现有人工突触装置的可靠性，并改善了指出的缺点。我们希望通过模拟神经元功能的电路，为模仿人类大脑的神经形态系统为AI的发展做出贡献。”

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