Všeobecné

Vedci vyvíjajú memristor, ktorý efektívnejšie napodobňuje synapsie


Memristory, pojem, ktorý kombinuje slová pamäť a rezistor, označujú triedu inovatívnych elektrických obvodov, ktoré podporujú rezistory kvôli ich schopnostiam vyvolať náboj a neprchavým vlastnostiam.

Teraz vedci z University of Michigan (UM) vyvíjajú memristor, ktorý je schopný napodobňovať správanie synapsií.

Pridávajú sa k spoločnosti ďalších vedcov vyvíjajúcich memristory alebo systémy umelej inteligencie modelované na základe replikácie neurálnych alebo mozgových funkcií.

Synaptické medzery ponúkajú model

Na dosiahnutie svojich výsledkov použil tím techniku ​​dvojrozmerného vrstvenia s veľmi nádejným polovodičom známym ako disulfid molybdénu. Potom zaviedli krok usporiadania lítiových iónov medzi medzerami existujúcimi medzi vrstvami.

Lítiové ióny sa dajú ľahko usporiadať vo vrstve posunutím pomocou elektrického poľa. To postupne mení veľkosť oblastí, ktoré vedú elektrinu, a tým riadi vodivosť zariadenia.

„Pretože meníme„ hromadné “vlastnosti filmu, zmena vodivosti je oveľa postupnejšia a oveľa kontrolovateľnejšia,“ uviedol profesor a hlavný autor štúdie Wei Lu UM.

Výsledkom metódy je „uľahčenie riadenej migrácie iónov a účinnej iónovej väzby medzi zariadeniami“. Pomerne zjednodušené a zmenšovacie zariadenie ponúklo tímu spôsob, ako obísť otázku spoliehania sa na príliš komplikované obvody, aby sa dosiahli rovnaké výsledky.

Táto inovácia v efektívnosti je jadrom kolektívneho úspechu tímu v štúdii. Ako vysvetľuje Lu:

"Neurológovia tvrdia, že správanie v oblasti hospodárskej súťaže a spolupráce medzi synapsiami je veľmi dôležité. Naše nové memristívne zariadenia nám umožňujú implementovať verný model tohto správania v polovodičovom systéme."

Prepojenie memristorov s vytvorením „synaptickej siete“

Ďalšia oblasť, na ktorú má vplyv tímová práca, sa týka synaptickej spolupráce. Synapsie v ľudskom tele sa časom prirodzene posilňujú a slabnú a v procese uvoľňujú proteíny známe ako proteíny spojené s plasticitou.

Pretože práca je založená na napodobňovaní niekoľkých aspektov synaptického správania, poskytla to výskumníkom novú oblasť skúmania.

Na otestovanie tejto teórie v ich vlastnom kontexte tím skonštruoval sieť memristorov, ktorá obsahovala štyri zariadenia a zistili, že hoci sa sila signálu líšila, že ióny - ako proteíny - je možné medzi zariadeniami úspešne zdieľať, čo však zvyšuje účinnosť.

Vývoj výskumu

Medzi ďalšie kroky tímu patrí rozšírenie rozsahu výskumu o objavovanie aplikácií v oblastineuromorfné výpočty, vzrušujúca oblasť výskumu s významným vývojom iba v tomto roku, a to tak v oblasti superpočítačov, ako aj supravodivých prepínačov.

Táto štúdia predstavuje dokonalé spojenie neurovedných konceptov a elektrotechniky s teóriami jedného, ​​ktorý priamo informuje druhú. S pokračujúcim vývojom schopností memristora sa budú rozvíjať aj dôležité väzby medzi týmito dvoma disciplínami.

Podrobnosti o štúdii sa nachádzajú v dokumente s názvom „Iónová modulácia a účinky iónovej väzby v zariadeniach MoS2 na neuromorfné výpočty“, ktorý bol zverejnený 17. decembra vPrírodné materiály denník.


Pozri si video: Memristors and Nanowires (Október 2021).