學(xué)習(xí)通常與軟體脫離不了關(guān)系——例如“深度學(xué)習(xí)”(deep learning)。如今，英國的研究人員們已經(jīng)找到一種新方法，可“教導(dǎo)”碳奈米管(CNT)電路學(xué)習(xí)適當(dāng)?shù)墓δ埽植恢劣诟淖兤潆S機(jī)的模式。接下來，研究人員們計(jì)劃利用液晶使其改變基本模式，從而使聚合物碳奈米管組合電路更加“進(jìn)化”。此外，美國的研究人員們也找到了一種可自動產(chǎn)生隨機(jī)模式的途徑。
       “我們已經(jīng)在聚合物/碳奈米管復(fù)合材料中展示了簡單邏輯閘(包括半個(gè)加法器電路)的最佳化。未來，我們將擴(kuò)大搜尋其他可能的新功能，”英國杜倫大學(xué)(Durham University)副研究員Mark Massey表示，“其中，一個(gè)特別令人感興趣之處在于材料中的神經(jīng)元演變。另一項(xiàng)有趣的應(yīng)用是資料集的分類——這也正是我們目前致力于解決的另一個(gè)問題。”
       其方法是在聚合物復(fù)合材料中建置隨機(jī)的碳奈米管圖案，然后在輸入側(cè)與輸出側(cè)形成多個(gè)金屬電極墊圖案(如圖)。然后在輸入電極上施加理想的輸入電壓，并在輸出電極測量電壓。其他附加的焊墊則仍可調(diào)整所施加的電壓，直至實(shí)現(xiàn)理想的功能后再加以固定。

              

        碳奈米管電路(中)藉由施加相應(yīng)的電壓至邊緣電極，從而學(xué)習(xí)所需的功能。
       “輸入被施加到輸入焊墊，然后在輸出進(jìn)行采樣，并與該特定輸入所需的輸出相互比較。在附加焊墊上施加可配置的電壓，即可訓(xùn)練或‘發(fā)展’這種材料，”Massey說：“這些配置的電壓可在每次迭代期間經(jīng)由電腦演算法加以調(diào)整，以便在指定所需的輸出電壓時(shí)調(diào)整材料。”
       截至目前為止，研究團(tuán)隊(duì)并未試圖改變碳奈米管/聚合物復(fù)合材料的隨機(jī)圖案，而只知現(xiàn)有的路徑將可實(shí)現(xiàn)研究人員理想中的執(zhí)行功能。

                                           

       “我們并非用傳統(tǒng)途徑來發(fā)展或訓(xùn)練電路，材料方面也采用了具有不同導(dǎo)電率/絕緣區(qū)域的路徑組合。這套復(fù)雜的網(wǎng)路讓我們的研究可善加利用，”Massey說：“我們能透過電子顯微鏡來想像整個(gè)網(wǎng)路，不過它只顯示了實(shí)體結(jié)構(gòu)，而非實(shí)際的電路。”
       然而，研究人員的下一步是浸潤奈米管—聚合物復(fù)合物，使其成為可讓碳奈米管電路重新調(diào)整的液晶，從而使其得以演化出適當(dāng)?shù)墓δ堋?br/>       “下一步，我們要使用基于液體的材料，預(yù)計(jì)在此可看到結(jié)構(gòu)的變化與自組能力變，”Massey表示。
       首先，形成這種碳奈米管薄膜的最大的問題是，有些碳奈米管是金屬，有些則是半導(dǎo)體，迫使大多數(shù)的研究人員必須在形成薄膜之前對其進(jìn)行排序。研究人員們已經(jīng)嘗試各種方法來解決這個(gè)問題，但一直無法找到低成本又有效率的方式。如今，伊利諾伊大學(xué)香檳分校(UIUC)的研究人員聲稱已經(jīng)找到一種既便宜又100%有效的方法。
       其工作原理是將薄膜放在可與金屬基底接觸的純凈金屬碳奈米管，然后在薄膜的另一側(cè)放置熱敏聚合物薄膜。當(dāng)電壓通過金屬基底而被金屬碳米管的傳導(dǎo)電流加熱時(shí)，剛好足以導(dǎo)致一個(gè)使聚合物涂層破裂的溝槽，因而露出木屬碳奈米管的位置。接著，進(jìn)行一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的桌面程序可立刻移除所有的金屬碳奈米管，以及化學(xué)性溶解聚合物涂層，使得100%純凈的碳奈米管薄膜可以被轉(zhuǎn)移至基底。