Προσομοίωση νευρωνικής λειτουργίας με χρήση διατάξεων μεταβαλλόμενης αντίστασης - Φαραζή, Μαρίνα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχενείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2017)
Οι διατάξεις μεταβαλλόμενης αντίστασης παραπέμπουν στον όρο του αντιστάτη με μνήμη, ευρέως γνωστoύ ως memristor. O καθηγητής του Πανεπιστημίου Berkeley της Καλιφόρνιας, L. O. Chua θεμελίωσε την έννοια του memristor το 1971 βασιζόμενος σε θεωρητικούς συλλογισμούς συμμετρίας. Συγκεκριμένα, πρότεινε ένα τέταρτο παθητικό ηλεκτρικό στοιχείο δύο ακροδεκτών, συμπληρώνοντας την τριάδα του αντιστάτη, του πυκνωτή και του πηνίου. Το memristor συνέδεσε το φορτίο και τη μαγνητική ροή και λειτουργεί σαν μη γραμμικός αντιστάτης με μνήμη. To 2008 ανακαλύφθηκε με τυχαίο τρόπο από ερευνητές των εργαστηρίων της Hewlett Packard και έκτοτε έχει συγκέντρωσει μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον. Η παρούσα διπλωματική αποσκοπεί στη θεωρητική μελέτη τέτοιου είδους διατάξεων, καθώς και των πιθανών εφαρμογών τους. Πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις μεμονωμένων μοντέλων memristors και διασυνδεδεμένων μεταξύ τους, ως σημείο εκκίνησης για την καλύτερη κατανόηση περιπλοκότερων αρχιτεκτονικών. Στη συνέχεια, με γνώμονα τις εντατικές ερευνητικές προσπάθειες υλοποίησης νευρομορφικών κυκλωμάτων αποτελούμενων από memristors, αναλύονται οι θεμέλιοι λίθοι της νευροεπιστημονικής έρευνας όσον αφορά τις λειτουργίες της μνήμης και της μάθησης. Παρουσιάζεται η πρωτοποριακή ιδέα που θέλει την ιδιότητα της μνημαντίστασης, να κρύβεται πίσω από τέτοιου είδους εγκεφαλικές λειτουργίες, με memristive διατάξεις να συμπεριφέρονται με τρόπο ανάλογο των νευρικών συνάψεων. Τέλος, προσομοιώσαμε το πείραμα του Pavlov χρησιμοποιώντας μία απλοποιημένη μορφή τεχνητού νευρωνικού δικτύου, αποτελούμενη από τρεις νευρώνες και δύο memristors στη θεση των αντίστοιχων συνάψεων, ως ένα παράδειγμα επιτυχούς μίμησης της συνειρμικής μαθησιακής-μνημονικής λειτουργίας.