北理工孙林锋教授和南科大王中锐教授Int. J. Extrem. Manuf.综述: 用于存内和传感器内部储备计算的纳米器件制造

主要观点总结

文章介绍了循环神经网络（RNN）在边缘学习场景中的应用挑战，包括硬件和软件方面的问题。新兴神经形态器件和储备计算（RC）为解决这些问题提供了方案。北京理工大学的孙林锋教授和南方科技大学王中锐教授团队发表了关于纳米器件在RC中应用的综述论文。文章还介绍了当前主流RC模型的原理、前期工作、挑战和未来展望。

关键观点总结

关键观点1: 循环神经网络（RNN）在边缘学习场景中的应用受到硬件和软件挑战的限制。

RNN的递归连接可以同时考虑当前输入和之前时间步的信息，使其在处理时间序列任务方面特别有效。然而，在边缘学习场景中，硬件限制如计算能力、电池寿命和物理空间的约束限制了RNN的应用。此外，传统的训练方法如随时间反向传播（BPTT）也带来了一系列挑战。

关键观点2: 神经形态器件和储备计算（RC）是解决RNN挑战的新兴方案。

一些神经形态器件如压电神经形态器件、神经形态晶体管和电化学突触晶体管为边缘计算的硬件发展提供了帮助。RC作为一种RNN结构，不需要对整个网络进行复杂训练，只关注输出层的训练，显著降低了计算成本。

关键观点3: 北京理工大学的孙林锋教授和南方科技大学王中锐教授团队发表了关于纳米器件在RC中应用的综述论文。

该综述介绍了当前主流RC模型的原理、前期工作、挑战和未来展望。论文还展示了纳米器件在RC中的应用，包括不同类型的忆阻器在RC中的应用、RC系统原理概述、氧化物忆阻器的制造流程等。

关键观点4: 储备计算领域仍存在挑战和需要探索的地方。

尽管RC已经取得了一定的研究进展，但仍存在设计优化不清晰、表现局限性等挑战。未来的研究需要结合理论分析和实践实验，以及探索将RC与其他机器学习方法相结合的可能性。

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