憶阻器制成神經(jīng)網(wǎng)絡更高效

據(jù)英國《每日郵報》網(wǎng)站近日報道，美國密歇根大學的科學家設計出一種由憶阻器制成的新型神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)——儲備池計算系統(tǒng)，它可以教機器像人類一樣思考，并顯著提升效率。而且，它能在對話之前預測詞匯，甚至可以預測下一步輸出。

此前科學家曾用更大的光學元件創(chuàng)建出儲備池計算系統(tǒng)，但電氣工程和計算機科學教授盧偉(音譯)率領(lǐng)的團隊使用憶阻器創(chuàng)建的新系統(tǒng)所需空間更小，也更容易集成到現(xiàn)有的硅基電子設備中。

憶阻器是既可執(zhí)行邏輯運算，又可存儲數(shù)據(jù)的特殊電阻設備，在最新研究中，盧偉團隊使用了一種特殊的憶阻器。

神經(jīng)網(wǎng)絡由神經(jīng)元(節(jié)點)、突觸(節(jié)點之間的聯(lián)系)組成。為了訓練神經(jīng)網(wǎng)絡完成某項任務，需要給它“喂食”大量問題以及相應答案。神經(jīng)網(wǎng)絡一旦經(jīng)過訓練，就可以在不知道答案的情況下接受測試。

盧偉表示，研究人員需要花費數(shù)日甚至數(shù)月來訓練網(wǎng)絡，這顯然非常昂貴。但他們通過憶阻器制造出的儲備池計算系統(tǒng)，可避免大多數(shù)的昂貴訓練過程，也為網(wǎng)絡提供了記憶能力，這是因為系統(tǒng)最關(guān)鍵的組件——儲備池無需訓練。

團隊采用手寫識別測試(神經(jīng)網(wǎng)絡常用的基準)來驗證儲備池計算概念，結(jié)果表明，他們僅使用88個憶阻器做節(jié)點，就可以分辨數(shù)字的手寫版本，且儲備池的精準度高達91%;而傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡需要幾千個節(jié)點。此外，處理隨著時間而變化的數(shù)據(jù)，新系統(tǒng)也能勝任。

未來，盧偉計劃借助這一技術(shù)，研究語音識別和預測分析這兩大領(lǐng)域。他表示：“我們可以預測自然口語語言，所以你無需說全單詞，我們就可以預測出你接下來要說什么。”

而在預測分析領(lǐng)域，盧偉希望使用這個系統(tǒng)吸收有噪音的信號，例如來自偏遠無線電臺的信號，制造出更干凈的數(shù)據(jù)流。他說，即便輸入停止，這項技術(shù)也可以預測和產(chǎn)生輸出信號。

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