N型局部有源忆阻器的神经形态行为

作     者：王世场 卢振洲 梁燕 王光义 Wang Shi-Chang;Lu Zhen-Zhou;Liang Yan;Wang Guang-Yi

作者机构：杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 

基　　金：浙江省自然科学基金(批准号:LY20F010008) 国家自然科学基金(批准号:62171173)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第5期

页      码：52-64页

摘      要：局部有源忆阻器(locally-active memristor,LAM)凭借其高集成度、低功耗和局部有源特性等优点,在神经形态计算领域显示出巨大的潜力.本文提出了一种简单的N型LAM数学模型,通过揭示其非线性动力特性,设计了N型LAM神经元电路.采用Hopf分岔、数值分析等方法定量研究了该电路的动力学行为,成功模拟了多种神经形态行为,包括全或无行为、尖峰、簇发、周期振荡等.并利用该神经元电路结构模拟了生物触觉神经元的频率特性.仿真结果表明:当输入信号幅值低于阈值时,神经元电路输出信号的振荡频率与输入信号强度呈正相关(即兴奋状态),并在阈值处达到最大值.随后,继续增大激励强度,振荡频率则逐渐降低(即保护性抑制状态).最后,设计了N型LAM硬件仿真器,并完成了人工神经元电路的硬件实现,实验结果与仿真结果、理论分析相一致,验证了该N型LAM具备的神经形态行为.

主 题 词：忆阻器 局部有源 神经形态 Hopf分岔 硬件实现 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.71.20212017

馆 藏 号：203108270...