室温下像人脑一样思考，AI 晶体管问世：可同时处理和存储信息

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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 突触晶体管运作方式类似于人类认知，能够同时处理和存储信息，标志着从传统的机器学习任务到执行联想学习的显著转变。

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）的研究人员共同推进，在新闻稿中，马克・赫萨姆（Mark Hersam）教授表示：

大脑的架构和数字计算机有着本质上的区别。

在数字计算机中，数据需要在微处理器和存储器之间来回移动，必然消耗大量能量，并在尝试同时执行多项任务时会产生瓶颈。

而人类大脑中，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），开发出突触晶体管。

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。

在这种新的突触晶体管中，研究人员结合了双层石墨烯和六方氮化硼两种不同类型的原子级薄材料。石墨烯和六方氮化硼在结构上非常相似，但它们之间的不同之处也足以产生异常强烈的莫尔效应，从而实现操纵石墨烯层的电子特性。

这种操作可以在室温状态下进行，产生具有增强神经形态功能的突触晶体管。

在联想学习测试中，该 AI 晶体管可以比较“101”和“111”，区分识别出后者和“000”更相近。

这种处理复杂和不完美输入的能力对现实世界的人工智能应用具有重大意义。

IT之家附上论文参考地址

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