忆阻器混沌电路实现：改进细胞神经网络的应用

该文是关于“改进型细胞神经网络实现的忆阻器混沌电路”的研究论文，发表在《物理学报》2014年第63卷第1期，010502号，作者包括李志军、曾以成和李志斌。文章介绍了一种基于忆阻器的改进型细胞神经网络单元，用于构建忆阻器混沌电路，并通过实验和数值仿真实验证明了其有效性。 正文: 忆阻器混沌电路的研究始于2008年，当时HP实验室成功制造出了具有记忆特性的电阻，证实了Chua在1971年提出的忆阻器概念。忆阻器作为继电阻、电感、电容之后的第四种基本无源电子元件，其阻值依赖于过去施加的电压和电流历史，这使得它在存储器和神经网络等领域有广泛应用前景。 近年来，混沌电路成为非线性系统领域的研究热点，而忆阻器由于其纳米尺度的非线性特性，被用于构建高频混沌电路。Itoh和Chua在2008年首次使用忆阻器替代蔡氏二极管，实现了忆阻器混沌电路的先例。忆阻器混沌电路的构建通常采用两种策略：一是采用分段线性（PWL）模型，二是利用忆阻器的状态控制特性。 在这篇论文中，作者提出了一个基于改进型细胞神经网络单元的方法。他们首先在通用细胞神经网络单元的基础上，利用忆阻器的非线性特性进行改进，然后通过连接四个这样的单元，构建了一个基于状态控制的细胞神经网络忆阻器混沌电路。为了验证理论的正确性，研究人员构建了一个忆阻器的模拟等效电路，并进行了实验分析，实验结果与数值仿真结果吻合，证明了这种改进型细胞神经网络可以有效地实现忆阻器混沌电路。 忆阻器混沌电路的研究对于理解和控制混沌现象、开发新型混沌信号源、以及在加密通信和随机数生成等方面具有潜在的应用价值。通过细胞神经网络这一生物启发式模型，电路的设计更加接近生物神经系统的运作机制，有助于推动人工神经网络和类脑计算的发展。 这篇论文在混沌电路和忆阻器研究的交叉领域提供了创新性的成果，为忆阻器的应用开拓了新的途径，并且在理论和实验上都验证了其可行性。此外，由于混沌系统的复杂性和非线性特性，此类研究对于深化对非线性动力学的理解也具有重要意义。