جنرال لواء

يطور العلماء Memristor والتي تحاكي المشابك العصبية بشكل أكثر فعالية


Memristors ، وهو مصطلح يجمع بين الكلمتين الذاكرة والمقاوم ، يشير إلى فئة الدوائر الكهربائية المبتكرة التي تدعم المقاومات نظرًا لقدراتها على استعادة الشحن وخصائصها غير المتطايرة.

الآن ، يقوم باحثون من جامعة ميشيغان (UM) بتطوير ميمريستور قادر على محاكاة سلوك المشابك العصبية.

ينضمون إلى شركة علماء آخرين يطورون memristors أو أنظمة ذكاء اصطناعي على غرار تكرار الوظيفة العصبية أو الدماغ.

تقدم الفجوات المشبكية نموذجًا

لتحقيق نتائجهم ، استخدم الفريق تقنية طبقات ثنائية الأبعاد مع أشباه الموصلات الواعدة جدًا المعروفة باسم ثاني كبريتيد الموليبدينوم. ثم قدموا خطوة ترتيب أيونات الليثيوم بين الفجوات الموجودة بين الطبقات.

من السهل إعادة ترتيب أيونات الليثيوم داخل الطبقة عن طريق تحريكها بمجال كهربائي. هذا يغير حجم المناطق التي توصل الكهرباء شيئًا فشيئًا وبالتالي يتحكم في توصيل الجهاز.

قال وي لو ، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات وكبير مؤلفي الدراسة في جامعة U-M: "لأننا نغير الخصائص" الكبيرة "للفيلم ، فإن تغيير الموصلية يكون أكثر تدريجيًا ويمكن التحكم فيه بشكل أكبر.

نتيجة هذه الطريقة هي "تسهيل ترحيل الأيونات المتحكم فيه والاقتران الأيوني الفعال بين الأجهزة". لقد أتاح الجهاز المبسط نسبيًا والقليل الحجم للفريق طريقة للالتفاف حول مسألة الاعتماد على الدوائر المعقدة للغاية لتحقيق نفس النتائج.

هذا الابتكار في الكفاءة هو جوهر النجاح الجماعي للفريق في الدراسة. كما يشرح لو:

"جادل علماء الأعصاب بأن سلوكيات المنافسة والتعاون بين نقاط الاشتباك العصبي مهمة للغاية. تسمح لنا أجهزتنا الميمريستية الجديدة بتنفيذ نموذج مخلص لهذه السلوكيات في نظام الحالة الصلبة."

ربط Memristors لإنشاء "شبكة متشابكة"

مجال آخر يكون لعمل الفريق تأثير فيه يتعلق بالتعاون المشبكي. تقوى المشابك العصبية في جسم الإنسان بشكل طبيعي وتضعف بمرور الوقت ، وفي هذه العملية تطلق البروتينات المعروفة بالبروتينات المرتبطة باللدونة.

نظرًا لأن العمل يعتمد على محاكاة العديد من جوانب السلوك المشبكي ، فقد قدم هذا مجالًا جديدًا للتحقيق للباحثين.

لاختبار هذه النظرية في سياقهم الخاص ، أنشأ الفريق شبكة من memristors التي تضمنت أربعة وجدت الأجهزة أنه على الرغم من تباين قوة الإشارة ، يمكن مشاركة الأيونات - مثل البروتينات - بنجاح بين الأجهزة ، وهو تحسن في الكفاءة.

تطور البحث

تشمل الخطوات التالية للفريق توسيع نطاق البحث لاكتشاف التطبيقات في مجالالحوسبة العصبية، مجال بحث مثير مع تطورات رئيسية في هذا العام وحده ، سواء في مجالات أجهزة الكمبيوتر الفائقة والمفاتيح فائقة التوصيل.

تمثل هذه الدراسة اقترانًا مثاليًا بين مفاهيم علم الأعصاب والهندسة الكهربائية ، مع نظريات إحداهما تطلع الأخرى مباشرة. مع استمرار تطور قدرات Memristor ، وكذلك الروابط المهمة بين هذين التخصصين.

تظهر تفاصيل الدراسة في ورقة بعنوان "التعديل الأيوني وتأثيرات الاقتران الأيوني في أجهزة MoS2 للحوسبة العصبية" ، والتي نُشرت في 17 ديسمبر فيمواد الطبيعة مجلة.


شاهد الفيديو: الوصل العصبي العضلي (شهر نوفمبر 2021).