印度理工學(xué)院研發(fā)低功耗二維晶體管，借鑒蝗蟲神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)避障功能

印度理工學(xué)院孟買分校與倫敦國王學(xué)院的團(tuán)隊(duì)攜手打造出一款能模擬蝗蟲神經(jīng)元的二維晶體管，用以實(shí)現(xiàn)避障功能，從而降低人工智能的能耗負(fù)擔(dān)。

長期以來，自動駕駛及機(jī)器人自主行動成為眾多科研團(tuán)隊(duì)的追求。而避障是這一技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵所在。為此，兩所學(xué)校的研究者們致力于尋找一種低能耗的避障解決方案。

在研究過程中，他們發(fā)現(xiàn)蝗蟲體內(nèi)有種名為“小葉巨人運(yùn)動檢測器 （LGMD）”的神經(jīng)元，當(dāng)大體積物體靠近時，該神經(jīng)元會發(fā)出脈沖信號，使蝗蟲得以規(guī)避風(fēng)險。研究者們運(yùn)用超薄二維晶體管成功復(fù)刻了這一神經(jīng)元的功能，這種晶體管也能產(chǎn)生相似的脈沖信號，且能耗極低，僅為100皮焦耳（pJ）。相比之下，運(yùn)行一個100瓦的白熾燈1秒鐘將消耗100焦耳的能量。這種輕巧便宜的晶體管功能強(qiáng)大，經(jīng)重新編程后可識別各類移動物體，并能精準(zhǔn)地避開障礙物。

通常來說，晶體管越小，效率越高。在此次研究中所用的晶體管結(jié)構(gòu)簡單，僅在檢測到特定范圍內(nèi)的移動時才會產(chǎn)生脈沖信號，無其他多余功能。盡管如此，研究者們對這項(xiàng)二維技術(shù)的發(fā)展?jié)摿θ员С謽酚^態(tài)度。

這些高性能晶體管有助于解決當(dāng)前人工智能技術(shù)面臨的能耗難題。參與此次研究的倫敦國王學(xué)院Bipin Rajendran教授指出：“我們已證實(shí)這種脈沖神經(jīng)元電路可用于障礙物檢測。但它亦可應(yīng)用于其他模擬或混合信號技術(shù)的類腦計算領(lǐng)域，此類應(yīng)用同樣需要低能耗的脈沖神經(jīng)元?！?/p>