我國(guó)科學(xué)家在深度儲(chǔ)備池計(jì)算類腦硬件研究方面取得重要進(jìn)展

對(duì)時(shí)間復(fù)雜度信息的學(xué)習(xí)和處理是人腦的一大優(yōu)勢(shì)，而儲(chǔ)備池計(jì)算是一種低訓(xùn)練代價(jià)、低硬件開銷的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在時(shí)序信息處理方面具有廣泛的應(yīng)用。近日，北京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials》雜志發(fā)表了題為“Multilayer Reservoir Computing Based on Ferroelectric α-In2Se3 for Hierarchical Information Processing”的論文，該團(tuán)隊(duì)首次采用憶阻器單元構(gòu)建了深度儲(chǔ)備池計(jì)算硬件，通過(guò)儲(chǔ)備池層數(shù)的增加實(shí)現(xiàn)了時(shí)序信息處理性能的顯著提升。

該團(tuán)隊(duì)首先研制了可級(jí)聯(lián)的單層儲(chǔ)備池硬件，通過(guò)將動(dòng)態(tài)憶阻晶體管與平面器件進(jìn)行串聯(lián)分壓，實(shí)現(xiàn)了電壓輸入、電壓輸出的短時(shí)程非線性單元。由于輸入和輸出為相同的物理量，解決了通常情況下電壓輸入、電流輸出器件難以直接級(jí)聯(lián)的問(wèn)題，為構(gòu)建深度儲(chǔ)備池計(jì)算硬件奠定了器件基礎(chǔ)?；谠擃惗虝r(shí)程非線性單元，進(jìn)一步制備了深度儲(chǔ)備池硬件系統(tǒng)，并結(jié)合分時(shí)復(fù)用的虛擬節(jié)點(diǎn)方法獲得了豐富的儲(chǔ)備池狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比同等規(guī)模的單層儲(chǔ)備池計(jì)算系統(tǒng)，該深度儲(chǔ)備池計(jì)算硬件具有更大的記憶容量、更豐富的儲(chǔ)備池狀態(tài)數(shù)，并在波形分類、電能消耗預(yù)測(cè)等任務(wù)中展示了優(yōu)異的性能，證明了深度儲(chǔ)備池計(jì)算系統(tǒng)在時(shí)序信息處理任務(wù)中的潛力。該工作在構(gòu)建深度儲(chǔ)備池計(jì)算系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)類腦的時(shí)序信息處理方面邁出了重要的一步。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202108826

注：此研究成果摘自《Advanced Materials》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。

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