具有艾宾浩斯遗忘规则的忆阻联想记忆电路

忆阻器由于具有低功耗、记忆能力和纳米尺寸等特点,是实现人工神经突触的理想器件。为构建简洁、高效、功能全面地联想记忆电路,该文首先提出一种简单的神经元电路和基于压控阈值忆阻器的突触电路。然后根据巴甫洛夫联想记忆模型,设计了相应的联想记忆电路。电路结构简单,仅包含3个神经元电路和突触电路,可有效降低网络复杂度和功耗。尤为重要的是该电路可以模拟全功能的联想记忆行为,不但实现了学习、遗忘、加速学习、减速遗忘以及减速自然遗忘等功能,而且学习速率和自然遗忘速率能够根据学习的次数自动调整,使电路更具仿生性。此外,该电路与艾宾浩斯遗忘曲线相吻合,扩大了电路的适用范围。

融合STDP规则的忆阻联想记忆电路

脉冲时序依赖可塑性规则和联想记忆规则共同描述了神经元突触的可塑性,对生物的学习和遗忘有重要的影响。现有的脉冲时序依赖可塑性规则与忆阻器结合的相关研究,仅实现了联想记忆的学习功能。基于此,融合脉冲时序依赖可塑性规则设计了一种新的忆阻联想记忆电路。首先,分析脉冲时序依赖可塑性规则和联想记忆规则之间的联系;接着,设计一种具备延时功能的模块,融合两种规则;进一步,结合模块设计了一种忆阻联想记忆电路,实现了学习和三种遗忘功能;最后,通过PSPICE仿真验证了学习和三种遗忘功能,以及所提出方案的有效性。