憶阻性突觸的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、突觸是神經(jīng)元之間以及神經(jīng)元與非神經(jīng)細(xì)胞之間相互連接并進(jìn)行信息傳遞的部位，也是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中模擬的關(guān)鍵，而傳統(tǒng)突觸的模擬采用的是集成電路以及超大規(guī)模的集成電路，隨著電路芯片上所集成的晶體管的數(shù)量的增加，使得人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的密度遠(yuǎn)低于生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的密度。隨著第四個(gè)無源二端口元件——憶阻器的發(fā)現(xiàn)，其阻值的變化依賴于流過它的電荷數(shù)或磁通量，是一個(gè)具有存儲(chǔ)和運(yùn)算能力的納米器件，則給突觸的模擬提供了一種新的可能，在不久的將來，使用憶阻性突觸可能實(shí)現(xiàn)以

2、近似生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的密度來模擬人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而可以達(dá)到更高的計(jì)算能力。因此本文在分析憶阻器特性的基礎(chǔ)上，研究了如何使用憶阻器來模擬突觸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了基于憶阻器的突觸可塑性的STDP學(xué)習(xí)機(jī)制。對另外兩種有記憶能力的電子元件——憶容器和憶感器，也分析了它們模擬突觸的可行性。本文主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究：
　　第一，對憶阻器的基本理論知識(shí)進(jìn)行了研究，在分析惠普實(shí)驗(yàn)室提出的憶阻器模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了憶阻器的Matlab和Simulink

3、的仿真，憶阻器電壓與電流曲線的8字形滯回曲線的出現(xiàn)則說明了該模型仿真的正確性，并利用這個(gè)仿真模型分析了憶阻器的相關(guān)特性。
　　第二，基于所建立的憶阻器模型，將憶阻器的特性與突觸的可塑性進(jìn)行比較，找到它們之間的相似性，進(jìn)而使用憶阻器模擬實(shí)現(xiàn)了突觸可塑性中的STDP學(xué)習(xí)機(jī)制，理論較為簡單，易于理解和實(shí)現(xiàn)，相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了憶阻性突觸實(shí)現(xiàn)的可行性。
　　第三，研究了憶容器和憶感器的基本理論，將這兩種跟憶阻器一樣有記憶能力的電子