室温下晶体管实现人脑模拟思考：同时处理和存储信息的突破达成

IT之家 12 月 23 日消息，科学家在 AI 领域又有重大突破，一种模仿人类大脑的 AI 突触晶体管近日问世。

这种 AI 突触晶体管的运作方式类似于人类的认知，它具备同时处理和存储信息的能力，这标志着从传统的机器学习任务转变为执行联想学习的显著变革

请注意，下文中的图片来源为：西北大学，照片由Xiaodong Yan提供

更为重要的一点是，这种 AI 突触晶体管可以在室温环境下有效运行，具备运行快、低能耗、无电源也能保留信息等优点，有着广阔的应用前景。

这项研究是由西北大学、波士顿学院和麻省理工学院（MIT）的研究人员共同合作进行的。在新闻稿中，马克·赫萨姆教授表示：

大脑的结构与数字计算机在本质上存在区别

在数字计算机中，数据需要在微处理器和存储器之间来回传输，这不可避免地会消耗大量的能量，并且在尝试同时执行多个任务时可能会遇到瓶颈

人类大脑中，记忆和信息处理位于同一位置并完全集成，从而使能源效率提高了几个数量级。我们的突触晶体管同样实现了并发记忆和信息处理功能，可以更忠实地模仿大脑

赫萨姆团队主要利用莫尔图样（moiré pattern）来研发突触晶体管

IT之家注：莫尔图样是一种当两个图样相互叠加时就会出现的几何图样。当二维材料堆叠时，新的特性就会出现，而这些特性并不存在于单层结构中。当这些层级结构被扭转形成莫尔图样时，就有可能收获前所未有的电子特性

在这种新型的突触晶体管中，研究人员将双层的石墨烯和六方氮化硼这两种不同类型的原子级薄材料结合在一起。虽然石墨烯和六方氮化硼在结构上非常相似，但它们之间的差异足以产生异常强烈的莫尔效应，从而实现对石墨烯层电子特性的控制

可以在室温下进行的操作，能够产生突触晶体管，具有增强神经形态功能

在联想学习测试中，这个 AI 晶体管可以对比“101”和“111”，并且能够区分出后者与“000”更相似

这种能力对于应用于现实世界的人工智能具有重要意义，因为它可以处理复杂和不完美的输入

附上论文参考地址：IT之家

• Yan, X., Zheng, Z., Sangwan, V.K. et al. Moiré synaptic transistor with room-temperature neuromorphic functionality. Nature 624, 551–556 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06791-1