Advanced Science: 用于神经形态应用的有机电化学晶体管

自图灵机时代以来,研究人员已经在计算机和大脑思维之间进行了类比。然而,与传统的基于硅电路的二进制逻辑不同,大脑依赖于突触权重的调整来整合复杂的,平行的和多维的刺激以执行计算,然后指示适当的响应动作。将权重系统分配给输入的策略已经由在软件级别操作的人工神经网络实现。然而,类似于拥有神经网络计算特征的数字硬件系统需要数百个晶体管来模拟单个神经元,由于功率限制而难以实现。忆阻器型突触模拟提供了一种更直接的类比神经处理方式。与突触一样,忆阻器是一种双终端设备,可以处理一系列权重,并能高效地存储和处理信息。

有机电化学晶体管(OECT)是神经形态器件工具箱的最新成员,最近已被证明具有记忆功能,如长期可塑性,脉冲时间依赖的可塑性和稳态可塑性。然而,现有技术仍依赖于预制电路,该电路可通过监督学习或无监督学习来完成给定任务。到目前为止,大脑仍然是独一无二的,因为它具有建立新连接的能力。

瑞典林雪平大学Magnus Berggren 与 Simone Fabiano 课题组在advanced science上报道了以混合累积 – 耗尽模式操作的可进化的有机电化学晶体管(OECT),其呈现出短期和长期记忆功能。由电聚合的导电聚合物形成的晶体管沟道可以在原位及操作中形成,调制和消除。沟道电导的持久变化,类似于长期增强和抑制,可分别通过通道材料的电聚合和电化学过氧化来实现。通过在晶体管沟道内诱导非平衡掺杂状态来实现类似于短期增强和抑制的沟道电导的瞬时变化。通过操纵输入信号,可以在跨越几个数量级的范围内调节晶体管对给定刺激的响应强度,产生与短期和长期神经可塑性类似的行为。可进化的晶体管可进一步整合到简单电路中。据预测,可进行物理和电子调制的OECT将成为可进化有机电子学发展的新灯塔。

Speak Your Mind

*