7月13日消息，人類大腦需要驚人少的能量就能適應環境、學習知識和進行模糊識別，而且大腦擁有較高的識別能力和智力，而且能夠執行復雜的信息處理工作。大腦神經迴路的兩個關鍵特徵就是“突觸的學習能力”和“神經脈衝”。
隨著大腦科學的發展，大腦的結構已經逐漸被人們揭開，但是仍然由於其太過複雜而無法完全進行模擬。科學家們已經嘗試通過簡化的神經迴路和能夠模擬部分大腦機制的設備來複制大腦功能。
近日，日本九州理工學院和大阪大學的一個聯合研究團隊藉助傳導原子力顯微技術（c），對單壁碳納米管（SWNT）各種分子和粒子交叉點的電流精準控制進行了研究。研究人員發現，單壁碳納米管上吸收的多金屬氧酸鹽分子（POM）中產生了負微分電阻。這就表明一種不穩定的動態不均衡狀態發生在分子結點中。
除此之外，研究人員已經創建了一種極其稠密的隨機SWNT/POM分子網絡神經形態設備，它能夠自發產生一種類似於神經元脈衝的電子脈衝。POM藉助金屬原子和氧原子構成了一種三維框架。與普通的有機分子不同，POM能夠在單分子中存儲電荷。在這項研究中，研究人員認為，這一神經形態網絡中產生的脈衝和負微分電阻是由分子結中的不均衡電荷動力學引發的。
因此Megumi Akai-Kasaya帶領的這個聯合研究團隊引導這種由POM分子複合而成的隨機分子網絡模型進行仿真計算。研究人員也已經證實，這種分子模型很可能成為成為一種儲備池運算設備的組件。科學家們已經將儲備池運算視作新一代的人工智能技術。他們的研究結果已經發表在《自然通訊》雜誌上。
研究的首席作者Hirofumi Tanaka稱：“我們研究的意義在於藉助納米分子材料複製大腦的部分功能。我們也已經證實了自由分子網絡本身能夠成為神經形態人工智能的可能性。”研究團隊預計他們的研究成果將為未來的神經形態設備的研發帶來巨大的貢獻。
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