印度理工學(xué)院孟買分校與倫敦國(guó)王學(xué)院的團(tuán)隊(duì)攜手打造出一款能模擬蝗蟲(chóng)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(zhǎng)期以來(lái)，自動(dòng)駕駛及機(jī)器人自主行動(dòng)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(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)蝗蟲(chóng)體內(nèi)有種名為“小葉巨人運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器 （LGMD）”的神經(jīng)元，當(dāng)大體積物體靠近時(shí)，該神經(jīng)元會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)，使蝗蟲(chóng)得以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。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(hào)，且能耗極低，僅為100皮焦耳（pJ）。相比之下，運(yùn)行一個(gè)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(shí)別各類移動(dòng)物體，并能精準(zhǔn)地避開(kāi)障礙物。

通常來(lái)說(shuō)，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(jiǎn)單，僅在檢測(cè)到特定范圍內(nèi)的移動(dòng)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，無(wú)其他多余功能。盡管如此，研究者們對(duì)這項(xiàng)二維技術(shù)的發(fā)展?jié)摿θ员С謽?lè)觀態(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(guó)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(cè)。但它亦可應(yīng)用于其他模擬或混合信號(hào)技術(shù)的類腦計(jì)算領(lǐng)域，此類應(yīng)用同樣需要低能耗的脈沖神經(jīng)元。”