Мед поможет создать компьютер, похожий на живой мозг
Нейроморфные системы имитируют работу нейронов и синапсов мозга. Некоторые называют их будущим компьютерной техники. Чипы, похожие на мозг, работают намного быстрее и потребляют гораздо меньше энергии, чем традиционные компьютеры. Инженеры Университета штата Вашингтон (США) продемонстрировали способ сделать их более экологичными. Научная работа опубликована в Journal of Physics D, кратко о ней пишет Techxplore.com.
Исследователи показывают, что мед можно использовать для изготовления мемристора — компонента, похожего на транзистор, который может не только обрабатывать, но и хранить данные в памяти.
«Это очень маленькое устройство с простой структурой, но по функциям оно очень похоже на человеческий нейрон. Это означает, что если мы сможем объединить миллионы или миллиарды этих медовых мемристоров вместе, то их можно будет превратить в нейроморфную систему, которая будет функционировать так же, как человеческий мозг», — сказал доцент Фэн Чжао, автор исследования.
Ученые переработали мед в твердую форму и поместили его между двумя металлическими электродами, создав структуру, похожую на синапс — место, где стыкуются и взаимодействуют нейроны. По сути, активность мозга как раз представляет собой разные последовательности электрических сигналов.
Новая система смогла успешно имитировать работу синапсов. Она также повторила способность мозга к пластичности — умению формировать новые связи, которое отвечает за процессы обучения и сохранение новой информации в нейронах.
Инженеры создали медовые мемристоры в микромасштабе, они размером с человеческий волос. В будущем медовые «синапсы» планируют уменьшить до наномасштаба — примерно 1/1000 человеческого волоса.
В человеческом мозге более 100 миллиардов нейронов, которые образуют более чем 1000 триллионов связей (синапсов). Скопления нейронов могут как обрабатывать, так и хранить данные, что делает мозг гораздо более эффективным, чем традиционный компьютер. Именно поэтому разработчики нейроморфных вычислительных систем стремятся повторить структуру мозга.
Несколько компаний уже выпустили нейроморфные чипы, которые имеют более 100 миллионов «нейронов», но это еще даже не близко к количеству клеток в мозге. При этом разработчики используют те же невозобновляемые и токсичные материалы, которые находятся в обычных компьютерных чипах. Ученые, такие как Чжао и сотрудники его лаборатории, ищут биоразлагаемые и возобновляемые решения.
«Мед не портится. В нем очень низкая концентрация влаги, поэтому бактерии не могут там выжить. Это означает, что эти компьютерные чипы будут очень стабильными и надежными в течение очень долгого времени. Когда захотим избавиться от устройств, использующих компьютерные чипы из меда, мы можем легко растворить их в воде. Однако, как и в случае с обычными компьютерами, пользователям все равно надо будет стараться не проливать на них кофе», — сказал он.
