电子模拟高效学习的人脑

但现在球队在马萨诸塞州阿姆赫斯特大学已经发现，在他们的方式，以更好地了解蛋白质的纳米线，如何使用这些生物电传导丝，使神经形态忆阻器，或“存储晶体管，”设备。它非常有效地运行在非常低的功耗，为大脑做，携带神经元之间的信号。详细信息在本质上通信。

作为第一作者天大富，博士学位候选人在电气和计算机工程，解释说，最大的障碍，以神经形态计算的一个，另一个，使得它看起来不可达，是最传统的电脑超过1伏特操作，而大脑在大约80发送称为神经元之间的动作电位信号毫伏，多次降低。如今，十年早期的实验后，忆阻器的电压已处于类似于传统计算机的范围内实现，但得到下面似乎不大可能，他补充道。

傅报告说，使用在马萨诸塞大学阿默斯特从地杆菌的细菌通过微生物学家和共同作者德里克可爱开发蛋白质纳米线，他现在已经在那里进行了忆阻器已经达到了神经系统电压试验。这些测试是在电气和计算机工程研究员和共同作者君耀的实验室进行。

姚明说：“这是第一次，在相同的电压电平的大脑装置的功能。人们可能甚至不敢给，希望我们可以创建一个设备是节能的如在生物同行大脑，但现在我们拥有超低功耗的计算能力的现实证据。这是一个理念的突破，我们认为这将导致大量的探索在电子技术“，在生物电压政权的工作。

可爱指出地杆菌的导电纳米线蛋白提供优于昂贵的硅纳米线，这需要有毒化学品和高能量处理，以产生许多优点。蛋白质纳米线也可在水或体液，生物医学领域的一个重要特征更加稳定。对于这项工作，研究人员剪断细菌使用，因此只有导电纳米线的蛋白质，他补充道。

富说，他和姚明已经建立了通过他们的步伐，把净化纳米线，看看他们能够在不同的电压，例如。他们尝试了通过一个微小的金属线在忆阻器，其产生的电开关发送正 - 负电荷的脉冲通断模式。

他们使用的金属丝，因为蛋白纳米线促进金属还原，改变金属离子的反应性和电子转移性质。可爱的说，这种微生物的能力是不奇怪的，因为野生细菌纳米线呼吸和化学还原金属得到他们的能量，我们呼吸氧气的方式。

作为开 - 关脉冲创建在金属细丝的变化，新的分支和连接在微型装置，其是比人类头发的直径小100倍创建，姚解释。它创建一个真正的大脑相似的学习，新的连接效果。他补充说，“你可以调节电导率，或纳米线的忆阻器突触的可塑性，它可以模拟生物成分对脑启发计算，相较于传统的计算机，该设备具有学习能力，是不是基于软件的。 “

富回忆说，“在我们所做的，纳米线表现不符合最初的实验，但它足以让我们继续前进。”两年多来，他看到了改进，直到一个灾难性的一天，当他和姚明的眼睛被显示在计算机屏幕上的电压测量铆接。

“我记得我们看到了这个伟大的表演当天，我们看着正在测量计算机作为电流电压扫描。它不停地做下来，下来，我们对对方说，‘哇，它的工作。’这是非常令人惊讶和非常令人鼓舞的。”

傅瑶，可爱和同事们计划跟进这一发现与机制进行更多的研究，并以“充分发掘化学，生物和电子”在忆阻器蛋白的纳米线，福说，再加上可能的应用，其中可能包括一个设备监测心脏速率，例如。姚明补充说，“这在提议的可行性有一天，这个设备可以跟在生物系统中神经元的实际希望。”

资源 University of Massachusetts Amherst. "Electronics that mimic the human brain in efficient learning: Researchers advance neuromorphic computing." ScienceDaily. ScienceDaily, 20 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200420084249.htm>.