研究人員開(kāi)發(fā)出新型 2D 晶體管，可模仿蝗蟲(chóng)大腦實(shí)現(xiàn)避障

IT之家 4 月 23 日消息，印度理工學(xué)院孟買(mǎi)分校和倫敦國(guó)王學(xué)院的研究人員合作開(kāi)發(fā)了一種超低功耗的二維晶體管，能夠模擬蝗蟲(chóng)的神經(jīng)元來(lái)實(shí)現(xiàn)避障功能，有望降低未來(lái)人工智能的能源消耗。

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自動(dòng)駕駛和機(jī)器人自主移動(dòng)一直是機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能研發(fā)人員夢(mèng)寐以求的目標(biāo)，而避障則是這項(xiàng)技術(shù)能否在現(xiàn)實(shí)世界落地應(yīng)用的關(guān)鍵。為此，雙方研究人員致力于創(chuàng)造一種能以極低功耗實(shí)現(xiàn)避障的解決方案。

研究人員在研究避障行為時(shí)，發(fā)現(xiàn)蝗蟲(chóng)身上有一種名為“小葉巨人運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器 (LGMD)”的神經(jīng)元，當(dāng)大型物體接近蝗蟲(chóng)時(shí)，該神經(jīng)元會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，幫助蝗蟲(chóng)避開(kāi)危險(xiǎn)。研究人員利用超薄的二維晶體管成功復(fù)制了這種神經(jīng)元的功能，這種晶體管同樣會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似的脈沖信號(hào)，并且功耗極低，僅為 100 皮焦耳 (pJ) 。(IT之家注：作為參考，運(yùn)行一個(gè) 100 瓦的白熾燈泡 1 秒鐘會(huì)消耗 100 焦耳能量)。這種輕薄廉價(jià)的晶體管功能齊全，經(jīng)過(guò)重新編程后可以識(shí)別不同類(lèi)型的移動(dòng)物體，并能以極高的精度避開(kāi)障礙物。

通常情況下，晶體管越小，其能效就越高。此研究中使用的晶體管非常簡(jiǎn)單，只會(huì)在檢測(cè)到一定范圍內(nèi)的移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并沒(méi)有其他功能。然而，研究人員對(duì)這項(xiàng)二維技術(shù)的前景充滿期待。

這些超高效的晶體管可以幫助解決當(dāng)今人工智能技術(shù)普遍存在的能耗問(wèn)題。倫敦國(guó)王學(xué)院的 Bipin Rajendran 教授是這項(xiàng)研究的共同作者，他表示：“我們證明了這種脈沖神經(jīng)元電路可以用于障礙物檢測(cè)。然而，這種電路還可以應(yīng)用于其他基于模擬或混合信號(hào)技術(shù)的類(lèi)腦計(jì)算 (模仿人腦的系統(tǒng)) 應(yīng)用中，這類(lèi)應(yīng)用同樣需要低功耗的脈沖神經(jīng)元?！?/p>