Нейроморфные кремниевые нейронные схемы

Аппаратная реализация спайковых нейронов может быть крайне полезна для самых разных задач — от высокоскоростного моделирования крупномасштабных нейронных систем до систем реального времени с поведением в ответ на внешние воздействия и двунаправленных интерфейсов мозг—машина. Конкретные схемотехнические решения для реализации кремниевых нейронов зависят от требований приложения. В статье описаны наиболее распространённые базовые узлы и методы, применяемые для реализации таких схем, а также представлен обзор широкого спектра нейроморфных кремниевых нейронов, реализующих различные вычислительные модели — от биофизически реалистичных моделей Ходжкина—Хаксли на основе проводимости до двумерных обобщённых моделей с адаптацией и интегрированием со срабатыванием. Сравниваются различные методологии проектирования, использованные для каждой описанной кремниевой нейронной схемы, и их особенности демонстрируются на экспериментальных результатах, полученных на широком наборе изготовленных СБИС-кристаллов.