Reservoir computing using dynamic memristors for temporal information processing

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作者
Chao Du,Fuxi Cai,Mohammed A. Zidan,Wen Ma,Seung Hwan Lee,Wei Lü
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:8 (1): 2204-2204 被引量:925
标识
DOI:10.1038/s41467-017-02337-y
摘要

Reservoir computing systems utilize dynamic reservoirs having short-term memory to project features from the temporal inputs into a high-dimensional feature space. A readout function layer can then effectively analyze the projected features for tasks, such as classification and time-series analysis. The system can efficiently compute complex and temporal data with low-training cost, since only the readout function needs to be trained. Here we experimentally implement a reservoir computing system using a dynamic memristor array. We show that the internal ionic dynamic processes of memristors allow the memristor-based reservoir to directly process information in the temporal domain, and demonstrate that even a small hardware system with only 88 memristors can already be used for tasks, such as handwritten digit recognition. The system is also used to experimentally solve a second-order nonlinear task, and can successfully predict the expected output without knowing the form of the original dynamic transfer function.

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