[论文解读] ARE SLIME MOULDS LIVING MEMRISTORS

Ella Gale, Andrew Adamatzky+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2013

Slime Mold and Myxomycetes Research参考文献 23被引用 22

一句话总结

本研究证明，黏菌 *Physarum polycephalum* 的原生质管表现出与忆阻器行为一致的电流-电压特性，表明其可作为活体忆阻器发挥作用。该发现将忆阻特性扩展至非神经生物系统，并支持自生长生物电子电路的发展。

ABSTRACT

In laboratory experiments we demonstrate that protoplasmic tubes of acellular slime mould Physarum polycephalum show current versus voltage profiles consistent with memristive systems. This result complements previous findings on memristive properties of other living systems (human skin and blood and leaves) and contributes to development of self-growing bio- electronic circuits. Keywords: memristor, slime mould, bioelectronics

研究动机与目标

• 探究 *Physarum polycephalum* 的原生质管是否表现出忆阻器行为。
• 确定所观察到的电学特性是否与忆阻系统理论框架一致。
• 探讨利用活体生物系统作为生物电子电路组件的潜力。
• 通过识别新型活体忆阻材料，为仿生电子学新兴领域做出贡献。

提出的方法

• 对分离的 *Physarum polycephalum* 原生质管进行实验室实验。
• 在受控电激励下测量其电流-电压（I-V）响应。
• 分析 I-V 曲线是否呈现夹钳形滞后特性，这是忆阻系统的关键特征。
• 将所观察到的电学行为与忆阻器的数学模型进行比较。
• 利用实验数据评估该系统是否表现出依赖记忆的电阻特性。
• 评估 I-V 曲线与忆阻器件定义特征的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 *Physarum polycephalum* 的原生质管在其电流-电压响应中是否表现出夹钳形滞后？
• RQ2 这些管的电学行为是否与忆阻器的理论定义一致？
• RQ3 所观察到的动力学行为是否可用忆阻模型而非纯电阻模型来解释？
• RQ4 这些发现对生物电子电路的设计有何启示？
• RQ5 这些结果与先前报道的其他生物系统中的忆阻行为相比如何？

主要发现

• *Physarum polycephalum* 的原生质管表现出具有夹钳形滞后的电流-电压特性，这是忆阻系统的关键标志。
• 所观察到的 I-V 特性与忆阻器预期行为一致，表明其具有依赖记忆的电阻特性。
• 结果支持了活体生物材料可自然表现出忆阻特性的假设。
• 该发现将已知具有忆阻行为的生物系统范围扩展至除人体皮肤、血液和叶片之外的其他系统。
• 本研究为利用活体原生质网络作为自生长生物电子电路中的功能元件提供了实验依据。