“动态分子开关”的发现为人类的“类脑计算”打开了一扇新的大门 _卫星

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导语：著名国际杂志《nature materials》11月21日出版的一篇论文吸引了较多人的关注，这篇论文的题目是“具有滞后负微分传导模拟突触行为的动态分子开关”(Dynamic molecular switches with hysteretic negative differential conductance emulating synaptic behaviour) ，这篇文章首次证明了在原子和分子的最小规模下，非常规的类脑计算是可能的。
大脑活动
一、研究情况简介
为了实现超越冯-诺依曼瓶颈的分子尺度电学操作，需要新型的多功能开关，通过在取决于其过去的多种操作之间动态切换，来模仿自学或神经形态计算。
在这篇文章里，作者们提出了一种新分子材料，它可以从高电平状态切换到低电平状态，其大规模的负记忆行为取决于驱动速度和过去切换事件的数量，所有的测量都是用原子学和分析模型完全建模的。
这种“动态分子开关”模拟了突触行为和巴甫洛夫式的学习，所有这些都在一个2.4纳米厚的分子层中，比神经元突触薄三个数量级。
巴甫洛夫：摇铃铛，狗就开始流口水
由于其时域和电压依赖的可塑性，动态分子开关提供了深度学习所需的所有基本逻辑门。模仿突触的多功能动态分子开关代表了一种可在固态设备中操作的可适应的分子尺度硬件，并开辟了一条简化动态复杂电学操作的途径，将其编码在一个超紧凑的组件中。
动态分子开关
二、为什么意义重大？
电脑在某些方面的能力远胜过人类，但是在人类很容易做到的一些方面却不如人类，比如“感觉、情绪、适应、理解、学习、创新”等方面，与人类依然有较大的差距。因此，如今的计算机面临着冯-诺依曼瓶颈。
图灵奖得主Geoffrey Hinton曾说：“相信克服人工智能局限性的关键在于搭建‘一个连接计算机科学和生物学的桥梁’ 。 ”而类脑计算，是将这二者联系起来的方式之一。
而这次的“动态分子开关”的发现又为类脑计算打开了一扇新的大门，通过一种新型的智能分子材料，为传统的只能开或关的硅基数字开关提供了一种颠覆性的新选择。
类脑计算
这项研究由UL物理系分子建模教授、SSPC(由UL主办的科学基金会爱尔兰制药研究中心)主任达米恩·汤普森(Damien Thompson)和特文特大学分子和脑启发纳米系统中心的克里斯蒂安·尼吉伊斯(Christian Nijhuis)以及中佛罗里达大学的恩里克·德尔巴尔科(Enrique del Barco)共同领导。
汤普森教授说：“在分子材料中，开关概率和开/关状态的值不断变化，这为传统的只能开或关的硅基数字开关提供了一种颠覆性的新选择。 ”
汤普森教授说，他们的工作主要通过会议和数量庞大的电子邮件推动，我们团队在材料建模、合成和表征等方面的技能已经达到了可以演示这些新的类大脑计算的程度。
【“动态分子开关”的发现为人类的“类脑计算”打开了一扇新的大门】“科学界早就知道硅技术的工作方式与我们大脑的工作方式完全不同，因此我们使用了基于软分子的新型智能分子材料来模拟类大脑的计算网络。 ”研究人员解释说。

“动态分子开关”的发现为人类的“类脑计算”打开了一扇新的大门

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