Ученые разрабатывают нервную систему с искусственными синапсами на основе нанопроводов | |
Ученые их Юлихского исследовательского центра вместе с коллегами из Аахена и Турина разработали мембранный элемент из нанопроводов, который функционирует так же, как биологическая нервная клетка. Компонент способен сохранять и обрабатывать информацию, а также параллельно получать многочисленные сигналы. Таким образом, резистивная коммутационная ячейка, изготовленная из нанопроволок оксидных кристаллов, является идеальным решением для использования в создании биологически активных «нейроморфных» процессоров, способных использовать различные функции биологических синапсов и нейронов. Системы с нейроморфными чипами, которые имитируют способ работы человеческого мозга, дают значительные преимущества, над традиционными методами моделирования работы мозга. Подобный тип биоинспирированного компьютера способен работать децентрализованным образом, имея в своем распоряжении множество процессоров, которые, подобно нейронам в мозге, связаны друг с другом сетями. Если один нейрон или процессор сломается, другой способен взять на себя его функцию. Более того, как в мозге, где практика приводит к улучшению передачи сигналов, биоинспирированный процессор должен обладать способностью к обучению. «С сегодняшней полупроводниковой технологией эти функции в некоторой степени уже достижимы. Данные системы подходят для конкретных применений и требуют много места и энергии. Наши устройства из нанопроводов, изготовленных из кристаллов оксида цинка, могут обрабатывать и даже хранить информацию, а также иметь очень малые размеры и быть энергоэффективными» - говорит доктор Илья Валов из Юлихского центра. В течение многих лет таким мемристорам приписывали наилучшую возможность взять на себя функцию нейронов и синапсов в биоинспирированных компьютерах. Они изменяют свое электрическое сопротивление в зависимости от интенсивности и направления протекающего через них электрического тока. В отличие от обычных транзисторов, их последнее значение сопротивления остается неизменным даже при отключении электрического тока. Мемристоры, таким образом, способны учиться. Используемые ученными тип нанопровода более чем в тысячу раз тоньше человеческого волоса. Получающийся мемристорный компонент не только занимает небольшое пространство, но и способен переключаться намного быстрее, чем флеш-память. Однако компоненты, изготовленные из одиночных нанопроводах, все еще слишком изолированы для практического использования в чипах. Следовательно, следующий шаг, планируемый исследователями, состоит в том, чтобы производить и изучать мемристорный элемент, состоящий из более крупной, относительно легкой для создания группы из нескольких сотен нанопроводов, предлагающих больше функциональные возможности. | |
