211service.com
Synaptisk adfærd fanget af nyt Memristor Circuit Design
Siden 1970'erne har elektroniske ingeniører vidst, at der er fire grundlæggende byggesten i elektroniske kredsløb: modstande, kondensatorer, induktorer og memristorer (i det væsentlige variable modstande med hukommelse). Memristors havde dog en mytologi om dem, indtil sidste år, hvor en gruppe forskere ved HP Labs i Californien meddelte, at de havde opdaget dem for første gang.
Siden da har adskillige andre hævdet at have leget med memristance gennem årene (selvom ingen synes at have lagt mærke til, hvad de lavede indtil nu). Faktisk viser det sig, at synapserne mellem neuroner opfører sig nøjagtigt som memristorer. Det rejser muligheden for, at memristorer kan forbindes sammen på en måde, der virkelig efterligner ledningerne i menneskelige hjerner.
Et af de definerende træk ved forbindelserne mellem neuroner er, at de bliver stærkere, når neuroner skyder sammen; deraf udtrykket neuroner, der fyrer sammen, kobler sammen, et fænomen ellers kendt som hebbisk læring. Forskellige forsøg har vist, at denne effekt er mest udtalt tidligt i læringsprocessen, hvor stigningen i forbindelsesstyrken er størst. Senere læring forstærker blot forbindelserne
Det er lidt i modstrid med memristors faktiske adfærd, siger Farnood Merrikh-Bayat og Saeed Bagheri ved Teherans universitet i Iran. De siger, at i en enkelt memristor, der forbinder to neuroner, falder memristansen, når der påføres en spænding, som øger strømmen, hvilket igen får memristansen til at falde yderligere, i en slags positiv feedback-effekt.
En lavere hukommelse tillader mere strøm at flyde, så dette øger bestemt styrken af forbindelsen som forventet, men der er et problem. Den positive feedback-effekt betyder, at senere signaler har en større effekt på forbindelsen end tidligere, hvilket er det modsatte af den måde, rigtige neuroner forbinder på, hvor tidligere signaler har den stærkeste effekt.
Merrikh-Bayat og Bagheri har en simpel løsning: Brug to memristorer i serie. At vælge deres hukommelse omhyggeligt giver dem mulighed for at gengive synapser af Hebbian-typen mere eller mindre nøjagtigt.
Det kan vise sig at være en nyttig indsigt. De første neuromorfe chips til at bruge memristans til at efterligne synapseadfærd er allerede ved at blive bygget. En lille ændring i deres design kan gøre en væsentlig forskel.
Ref: arxiv.org/abs/1008.3450 : Flaskehals ved at bruge enkelt memristor som en synapse og dens løsning