让电脑学会“联想” 电子科大硕士研究生胡绍刚：愿在“类人脑”研究道路上“走到黑”
胡绍刚在“类人脑”研究方面又迈进了一大步！2015年7月，《基于可重构忆阻Hopfield网络的联想记忆》被国际著名期刊《自然—通讯》(Nature Communications)刊发。这是电子科大截至目前在该杂志发表的第一篇第一署名单位的论文。
《自然—通讯》是Nature Publish Group旗下的Nature子刊之一，是国际著名综合性科学期刊，2015年最新影响因子为11.47。电子科技大学是这篇论文的第一署名单位、第一作者。
让电脑学会“联想”
胡绍刚是电子科大电子薄膜与集成器件国家重点实验室于奇教授领导的超深亚微米集成电路与系统研究小组中的一员，2015年荣获“成电杰出学生”（研究生）荣誉称号。在这篇论文中，胡绍刚完成了主要研究工作并作为论文的第一作者，刘洋教授为论文的通讯作者。
什么是“忆阻器”？忆阻器就是一类具有电阻记忆行为的非线性电路元件，被认为是除电阻、电容、电感外的第四个基本电路元件。2008年《自然》杂志刊登的一篇论文，让“忆阻器”（memristor）广为人知。
这一被美国加州大学伯克利分校华裔科学家蔡少棠于1971年预言存在的第四种基本电路元件，在经历晶体管时代漫长的“失联”后，被美国惠普实验室首先“找到”，轰动了全球电子学界。
忆阻器与大脑神经的“突触”之间具有一定的相似性，这使它成为制造“人工大脑”——从而打造出新一代的电脑的绝佳材料。2013年，德国科学家将忆阻器内置于比人的头发薄600倍的芯片中，制造出可作为人工大脑的关键部件。
与德国科学家的研究不同，胡绍刚对忆阻器的使用别具匠心。他首次成功地用忆阻器搭建了一个神经网络中著名的Hopfield网络，并利用此网络实现了类似人脑的联想记忆功能。当输入一个相关数据进入网络后，此网络可以“联想”出“目标”数据。
这就为未来实现“类人脑计算机”奠定了一种可能的构建方法。而且，以忆阻器件构建的Hopfield神经网络具有结构简单、功耗低、可重构的优势，适合构建大规模的集成网络。因此，在某种意义上说，这种研究成果预示着一个瑰丽的应用前景。
让自己享受科研激情
人脑可以通过“看到”部分的图形或者数据联想出完整的图像或者数据，电脑能做到这一点吗？自从接触到这个研究领域，胡绍刚就无数次地问过自己这个问题，如今他似乎给出了让自己满意的阶段性回答。
实际上，《基于可重构忆阻Hopfield网络的联想记忆》是胡绍刚在忆阻器及其仿生应用方面的系列成果之一。从2010年到现在，他已在忆阻器及其仿生应用研究中探索了5年多。
时光回到2008年，当他第一次迈入电子科技大学时，他尚对微电子等电子信息科学技术还一无所知，更不用说了解“忆阻器”等高精尖的概念了。直到2010年，他在大三时有幸加入了“超深亚微米集成电路与系统课题组”，才发现并感叹自己闯入了一个多么神奇的世界。
那一年，他明确了自己的生涯方向，决定要在本科毕业后继续读研深造。于是，他心无旁骛地积极寻找机会提升科研能力。此时学院已有“综合导师制”，专为有志于为学的优秀学子“量身定做”了一套实训提升机制。
以他在本科三年的积累，他本来有充分的机会进入课题组开始科研探索。但为了给他一个考验，课题组的刘洋教授还给他出了一道难题——让胡绍刚自制一个太阳能热水器。面对此前从未尝试过的陌生事物，胡绍刚并没有退缩，而是每天在寝室楼下做“实验”。
此事一时在学院内传为佳话，他的那股子钻劲儿和韧劲儿，得到了课题组老师的充分肯定。胡绍刚最终出色地完成了考验，获得了课题组的“门票”，并成为刘洋教授的弟子。从那时候起，他就开始接触忆阻器及其仿生应用的研究，并保持浓厚的学术兴趣至今。
大四那年，胡绍刚就以第一作者身份在国际著名期刊《IEEE Transactions on Electron Device》上发表关于忆阻器存储机理的研究论文，也是他在科研道路上摘取的第一个成果。“发表第一篇论文，给了我很大的信心！”胡绍刚说，从此，他更加笃定了从事科学研究的人生方向。
越是在自己从事的领域走得深远，就越是被它的精彩所吸引。本科毕业后，胡绍刚选择继续留在课题组读直博，科研探索对他来说已是“欲罢不能”了。截至目前，他已在《Applied Physics Letters》《Journal of Applied Physics》《IEEE Transaction on Electron Device》等国际著名期刊发表了11篇SCI文章，其中第一作者文章8篇。
让人生更加充实
取得如此成绩的胡绍刚，其实并非天才。胡绍刚说，“一个人努力不一定会成功，但不努力就一定不会成功。我努力了，并且很幸运地取得了一些成绩，如此而已。”他认为自己是一个“如果决定要做，就一条道走到黑的人！”
对于胡绍刚的执著，刘洋也深有感触。作为胡绍刚的博士生导师，刘洋经常和胡绍刚等研究生们一起泡在实验室。进课题组以后，胡绍刚跟刘洋待在一起的时间，要比跟家人朋友在一起的时间多得多。
“绍刚不是我们课题组里最聪明的人，但他一定是最努力的人！”刘洋说，“他懂得自我控制——这一点很重要！”刘洋期望胡绍刚在未来的道路上，继续践行“做人低调，做事高调”的原则，戒骄戒躁，保持这份执著和谦逊，取得更大的成就。
其实，课题组里的每一位老师，几乎都是执著、低调而精益求精的人。胡绍刚在课题组里耳濡目染，从科研素养到做人做事，一点一滴地受到了课题组成员的影响。实际上，人类研究、模拟大脑机制的探索至今还走在路上。胡绍刚就是在这条道路上风雨兼程、乐此不疲的探索者之一。
大脑的神秘让无数研究者孜孜不倦、废寝忘食。胡绍刚觉得，从事科学研究，犹如一场奇异的旅程。这种不断探索、不断发现的过程，让他感到很兴奋、很满足，也让他觉得人生十分充实。
他所探索的“联想记忆功能”只是人脑的众多神奇功能之一，但就是这一看似狭窄的领域，却蕴含着无限的神奇。他坚信这一领域还有太多有待开垦的“处女地”，因此，若问未来的规划，他还是那句话：愿在“类人脑”研究的道路上“一条道走到黑”。
记者 周波
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