12 月 23 日消息，科學家在 AI 領域又有重大突破，一種模仿人類大腦的 AI 突觸晶體管近日問世。

這種 AI 突觸晶體管運作方式類似于人類認知，能夠同時處理和存儲信息，標志著從傳統的機器學習任務到執行聯想學習的顯著轉變。

更為重要的一點是，這種 AI 突觸晶體管可以在室溫環境下有效運行，具備運行快、低能耗、無電源也能保留信息等優點，有著廣闊的應用前景。

這項研究由西北大學、波士頓學院和麻省理工學院（MIT）的研究人員共同推進，在新聞稿中，馬克?赫薩姆（Mark Hersam）教授表示：

大腦的架構和數字計算機有著本質上的區別。

在數字計算機中，數據需要在微處理器和存儲器之間來回移動，必然消耗大量能量，并在嘗試同時執行多項任務時會產生瓶頸。

而人類大腦中，記憶和信息處理位于同一位置并完全集成，從而使能源效率提高了幾個數量級。我們的突觸晶體管同樣實現了并發記憶和信息處理功能，可以更忠實地模仿大腦。

赫薩姆團隊主要利用莫爾圖樣（moiré pattern），開發出突觸晶體管。

注：莫爾圖樣是一種當兩個圖樣相互疊加時就會出現的幾何圖樣。當二維材料堆疊時，新的特性就會出現，而這些特性并不存在于單層結構中。當這些層級結構被扭轉形成莫爾圖樣時，就有可能收獲前所未有的電子特性。

在這種新的突觸晶體管中，研究人員結合了雙層石墨烯和六方氮化硼兩種不同類型的原子級薄材料。石墨烯和六方氮化硼在結構上非常相似，但它們之間的不同之處也足以產生異常強烈的莫爾效應，從而實現操縱石墨烯層的電子特性。

這種操作可以在室溫狀態下進行，產生具有增強神經形態功能的突觸晶體管。

在聯想學習測試中，該 AI 晶體管可以比較“101”和“111”，區分識別出后者和“000”更相近。

這種處理復雜和不完美輸入的能力對現實世界的人工智能應用具有重大意義。

附上論文參考地址

• Yan, X., Zheng, Z., Sangwan, V.K. et al. Moiré synaptic transistor with room-temperature neuromorphic functionality. Nature 624, 551–556 (2023).
  https://doi.org/10.1038/s41586-023-06791-1

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總結

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