Évolution des synapses artificielles bio-inspirées : Matériaux, structures et mécanismes

Les synapses artificielles (SA) sont des dispositifs électroniques imitant des fonctions importantes des synapses biologiques, qui sont des blocs de construction essentiels des réseaux neuromorphiques artificiels pour l'informatique inspirée du cerveau. Un cerveau humain est composé de plusieurs quadrillions de synapses pour le stockage et le traitement de l'information, ainsi que pour le calcul massivement parallèle. Les systèmes neuromorphiques nécessitent des SA pour imiter les fonctions synaptiques biologiques, telles que la facilitation par paires de décharges, la potentialisation à court terme, la potentialisation à long terme, le traitement de signaux spatiotemporels corrélés, et la plasticité dépendante du timing des pics, etc. La taille des caractéristiques et la consommation d'énergie des SA doivent être minimisées pour une intégration économe en énergie à haute densité. Ce travail passe en revue les progrès récents sur les SA. Tout d'abord, la plasticité synaptique et l'émulation fonctionnelle sont introduites, puis les dispositifs électroniques synaptiques pour les systèmes de calcul neuromorphiques sont discutés. Les avancées récentes dans les synapses artificielles flexibles pour les nerfs sensoriels artificiels sont également brièvement introduites. Enfin, les défis et les opportunités dans le domaine sont discutés.