來自亞琛和都靈的科學家們與來自亞琛和都靈的同事一起制作了一種由納米線制成的憶阻元素，其功能與生物神經(jīng)細胞大致相同。該組件既可以保存和處理信息，也可以并行接收大量信號。因此，由氧化物晶體納米線制成的電阻切換單元被證明是用于構(gòu)建生物啟發(fā)的“神經(jīng)形態(tài)”處理器的理想候選者，能夠接管生物突觸和神經(jīng)元的各種功能。

近年來，計算機學到了很多東西。由于人工智能的快速發(fā)展，他們現(xiàn)在能夠駕駛汽車，翻譯文本，在國際象棋中擊敗世界冠軍，以及更多。在這樣做時，最大的挑戰(zhàn)之一在于人為地再現(xiàn)人腦中的信號處理。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)被并行地高度存儲和處理。另一方面，傳統(tǒng)計算機可以連續(xù)快速地完成任務(wù)，并清楚地區(qū)分信息的存儲和處理。通常，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只能使用傳統(tǒng)硬件以非常麻煩和低效的方式進行模擬。

具有模仿人類大腦工作方式的神經(jīng)形態(tài)芯片的系統(tǒng)提供了顯著的優(yōu)勢。該領(lǐng)域的專家將這種類型的生物啟發(fā)計算機描述為能夠以分散的方式工作，具有多個處理器，其與大腦中的神經(jīng)元一樣通過網(wǎng)絡(luò)彼此連接。如果處理器發(fā)生故障，另一個處理器可以接管其功能。更重要的是，就像大腦中的實踐導致信號傳遞得到改善一樣，生物啟發(fā)的處理器應(yīng)該具備學習的能力。

“憑借當今的半導體技術(shù)，這些功能在某種程度上已經(jīng)可以實現(xiàn)。但這些系統(tǒng)適用于特定應(yīng)用，需要大量的空間和能源，”ForschungszentrumJülich的Ilia Valov博士說。Jülich的PeterGrünberg研究所的研究人員解釋說：“我們的納米線器件由氧化鋅晶體制成，可以固有地處理甚至存儲信息，并且非常小巧和節(jié)能。”

多年來，憶阻細胞被認為是能夠接管生物啟發(fā)計算機中神經(jīng)元和突觸功能的最佳機會。它們根據(jù)流過它們的電流的強度和方向改變它們的電阻。與傳統(tǒng)晶體管相比，即使切斷電流，它們的最后電阻值也保持不變。因此，憶阻器基本上能夠?qū)W習。

為了創(chuàng)造這些特性，F(xiàn)orschungszentrumJülich和亞琛工業(yè)大學的科學家使用了由都靈理工大學的同事制作的單一氧化鋅納米線。這種類型的納米線尺寸約為千分之一毫米，比人類頭發(fā)薄一千多倍。由此產(chǎn)生的憶阻元件不僅占用了很小的空間，而且還能夠比閃存更快地切換。

與其他固體相比，納米線提供了有前途的新型物理性質(zhì)，并且在開發(fā)新型太陽能電池，傳感器，電池和計算機芯片時用于其他方面。它們的制造相對簡單。納米線是通過將特定材料蒸發(fā)沉積到合適的基底上而產(chǎn)生的，其中它們實際上是自己生長的。

為了形成功能細胞，納米線的兩端必須連接到合適的金屬上，在這種情況下是鉑和銀。金屬用作電極，此外，釋放由適當電流觸發(fā)的離子。金屬離子能夠在線的表面上擴散并構(gòu)建橋以改變其導電性。

然而，由單個納米線制成的部件仍然太孤立而不能在芯片中實際使用。因此，Jülich和都靈研究人員計劃的下一步是制作和研究一個憶阻元素，這個元素由一個更大，相對容易生成的數(shù)百納米線組成，提供更多令人興奮的功能。