智慧型無人飛行器與 Memristor (憶阻器)

最近發現了 Pinterest 這個令我感到驚豔的創意點子網站, 我馬上註冊帳號進去瞧瞧, 發現它收集了各種創新設計, 有的是雛形, 有的是已經商品化, 點子之多令我堂目結舌. 其中介紹了一個智慧型無人機 :

# https://www.pinterest.com/pin/381539399665087029/

點進去連線到泰國 Thaitch 網站的報導 :

# Intelligent drones that ‘think’ will be airborne this year

原來有人正準備把人工智慧導入無人機, 目前的無人機大都需要人為操控, 而具有自動飛行功能者是依靠地圖設定之固定飛行路線航行, 如果航行途中遇到其他無人機, 或者地圖無法顯示的電塔, 旗桿或高壓電線, 就可能因意外碰撞而墜毀. 雖然可以配備超音波或小型雷達等偵測器避免空中撞擊, 但在高速飛行中可能無法偵測像高壓電線這麼細長的障礙物.

美國一家叫做 Bio Inspired Technologies 的公司模仿生物大腦的機制, 使用由電阻與短期記憶體構成的 Memrister 研發了人工大腦, 這些組件就像真實大腦的神經軸突那樣互相聯結起來, 讓嵌入型裝置能夠記憶與辨認雲朵, 飛鳥, 無線電塔, 或者是其他的無人機. 導入人工智慧技術後, 不僅可讓無人機具有自主飛行能力, 還能從空中辨認地面上奔跑的是一隻鹿或一隻狼, 並根據辨認結果規劃新的飛行路線. 該公司目前正在進行雛形測試, 預計今年底就能完成.

我對 Memrister 做了一番調查, 根據 Bio Inspired Technologies 公司關於 Memrister 的敘述 :

# http://www.bioinspired.net/neuro-bit-memristors.html

"First theorized in 1971 by Leon Chua, a memristor, or "memory resistor", is an analog circuit element designed to exhibit varying resistance in order to "remember" the electrical signals it is experiencing, as well as the signals experienced in the past. This resistive memory allows circuits to emulate biological processes, such as the synapse, through artificial neural networking circuits."

原來 Memristor  (憶阻器) 的理論是 1971 年由 Leon Chua 發明的, 搜尋 Leon Chua 發現此人為祖籍福建的菲律賓華僑蔡少棠, 於菲律賓讀完大學後赴美深造, 取得麻省理工學院碩士與伊利諾大學博士, 現為加州柏克萊分校教授. 原來著名的虎媽蔡美兒 (耶魯大學法學教授, 虎媽的戰歌作者) 就是蔡少棠的長女. 蔡家四姊妹有三個是美國名校博士, 么妹雖為唐氏症, 但也拿了兩座殘奧金牌.

蔡博士認為被動電子元件除了電阻, 電容, 與電感外, 應該還存在一種憶阻器, 它與電阻不同之處在於電源關閉後它還能記住之前通過的電荷量, 其電阻值會隨累積的電量而改變, 可用來模擬生物神經元突觸的運作. 他以電阻, 電容, 電感, 以及憶阻器設計的蔡式電路, 是一個能夠表現出混沌系統行為的最簡單電路, 成為研究混沌理論之實用系統. 除了憶阻器外, 蔡博士還提出細胞式神經網路 (Cellular neural network, CNN), 被譽為非線性電路分析理論之父, 其個人網站參見 :

# https://people.eecs.berkeley.edu/~chua/

2020-07-08 補充 :

Elsevier 出了一本介紹最近憶阻器發展的新書, 值得參考 :

# Memristive Devices for Brain-Inspired Computing