【產(chǎn)通社，1月20日訊】中國科學(xué)院微電子研究所（Microelectronice of Chinese Academy of Sciences）官網(wǎng)消息，其重點實驗室劉明院士團隊與美國馬薩諸塞大學(xué)楊建華教授團隊合作，基于微電子所研制的NbOx-Mott憶阻器，構(gòu)建了一種高效的人工脈沖傳入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路用于傳感器到脈沖數(shù)據(jù)處理中心之間的接口。脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為下一代神經(jīng)形態(tài)計算技術(shù)，是構(gòu)建高能效存算一體數(shù)據(jù)處理中心的理想選擇。為實現(xiàn)脈沖機制的感存算一體智能處理系統(tǒng)，需要構(gòu)建高效的感知信息接口（生物學(xué)上稱為傳入神經(jīng)）來建立脈沖數(shù)據(jù)處理中心與傳感器之間的實時聯(lián)系。 

NbOx-Mott憶阻器作為一種新原理器件，其結(jié)構(gòu)簡單、可微縮性好、易于大規(guī)模集成，具有高可靠性和豐富的動態(tài)轉(zhuǎn)變（絕緣態(tài)-金屬態(tài)轉(zhuǎn)變）特性。構(gòu)建的接口電路成功實現(xiàn)了傳感器感知的模擬電信號到頻率依賴的脈沖信號的轉(zhuǎn)換，簡化了傳感器與脈沖數(shù)據(jù)處理中心的信息接口。其頻率響應(yīng)與非有害刺激強度下的輸入電壓呈現(xiàn)準線性關(guān)系，且傾向于在有害輸入強度下停止發(fā)放脈沖，與生物傳入神經(jīng)相似。為了驗證該接口的應(yīng)用，研究人員進一步將該傳入神經(jīng)電路與壓電傳感器連接，構(gòu)建了一個無需任何外部電源的人工脈沖機械感受系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)毫π盘栕龀鲰憫?yīng)，并將壓力強度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖頻率以供脈沖數(shù)據(jù)處理中心的使用。 

此外，該接口電路易于擴展至處理來自各種傳感器的信號，如嗅覺、味覺、視覺、聽覺、溫度、磁場和濕度等。傳入神經(jīng)電路（接口電路）除可用于構(gòu)建多種傳感系統(tǒng)外，還具有神經(jīng)元的積分發(fā)射特性，適用于實現(xiàn)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該神經(jīng)電路可進一步用于構(gòu)造復(fù)雜的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來處理信息，有望實現(xiàn)集感存算一體的高效智能終端系統(tǒng)。 

上述研究成果于2020年1月2日發(fā)表在Nature Communications期刊上（DOI:10.1038/s41467-019-13827-6）。微電子所博士生張續(xù)猛為該文章的第一作者，微電子所劉明院士、劉琦研究員和馬薩諸塞大學(xué)的楊建華教授為共同通訊作者。上述工作部分得到了國家基金委、科技部、中科院等相關(guān)項目的資助。 

查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.ime.cas.cn，以及http://www.nature.com/articles/s41467-019-13827-6。（robin, 張底剪報）    （完）