Создана новая схема на основе мемристора, которая максимально точно имитирует работу синапса головного мозга

Выбор одного определенного изображения из тысячи есть достаточно несложной задачей для мозга человека. Миллиарды нейронов, соединенные еще громадным числом синапсов, скоро обрабатывают данные и принимают решения, применяя правила параллельной обработки информации. Стремясь повторить подобные правила, учёные и инженеры некое время трудятся с мемристорами, электронными устройствами, работа которых в некоем роде подобна работе синапсов.

И сравнительно не так давно исследователи из Массачусетского университета (University of Massachusetts) создали электронную схему на базе мемристора, которая соответствует синапсу в большей мере, нежели каждая вторая подобная схема.

Мемристоры являются одним из четырех главных типов радиоэлектронных устройств. Собственный наименование они взяли, по причине того, что они «не забывают» в виде значения собственного электрического сопротивления значение приложенного к ним электрического потенциала и время действия этого потенциала. Инженеры компании Hewlett-Packard, в лабораториях которой в 2008 году были созданы первые мемристоры, увидели, что свойства мемристоров подобны особенностям синаптических связей, каковые усиливаются по мере их применения в ходе формирования воспоминаний.

Синаптические связи между нейронами мозга смогут усиливаться либо ослабляться при помощи миграции ионов Ca через клеточную мембрану нейрона в ту либо иную сторону. Как раз высокая концентрация ионов Ca несёт ответственность за «силу» синаптической связи и это свойство нервных тканей отлично моделируется при помощи мемристора. Но, как нашли ученые, для качественной имитации синаптической связи не хватает одного мемристора, они применяли два таких устройства, включенные последовательно.

Наряду с этим, использованный учеными мемристор был не совсем простыми, он относился к классу диффузионных мемристоров (diffusive memristor), атомы резистивного материала которых способны перемещаться и без приложенного к ним электрического напряжения. В качестве этого материала выступала узкая пленка диэлектрического материала с заключенными в ней серебряными наночастицами, которая была зажата между электродами из платины либо золота.

Эти наночастицы делали роль ионов Ca в опытах по моделированию синапсов. Исследуя перемещение наночастиц в слое резистивного материала, исследователи увидели поразительное сходство этого с тем, как ионы Ca делают собственные функции в биологических совокупностях.

Импульс напряжения, приложенный к гибридному мемристорному устройству, стал причиной формированию «нити» из наночастиц, которая замыкает два электрода. По окончании снятия напряжения эта нить за счет спонтанного перемещения серебряных наночастиц начинала неспешно разрушаться, что ведет к постепенному повышению сопротивления мемристора.

Вторым мемристором в цепочке гибридного устройства являлся более классический прибор, что способен сохранять собственный сопротивление неизменным в течение долгого времени. В то время, когда на гибридное устройство подавался импульс напряжения с определенными временными параметрами, данный неестественный синапс за счет второго мемристора формировал «долгую память». А вдруг продолжительность импульса была недостаточной, то гибридный мемристор через некое время «забывал» о данном событии, что соответствует поведению синапса самый точным образом.

Следующим шагом, что собираются предпринять ученые, станет объединение неестественный синапсов в нейроморфные цепи, каковые будут копировать строение кое-какие из нейронных сетей головного мозга, и тщательное изучение функционирования этих цепей.

Случайные записи:

• Доставка генов с помощью фуллеренов
• Инвестиции и организацию инновационной инфраструктуры обсудят на форуме «открытые инновации»

Сказки Сутеева — Про бегемота, который боялся прививок

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Созданы ячейки новой магнитной памяти, способные переключаться с рекордно высокой скоростью при помощи импульсов света

  Несколько исследователей из университета Миннесоты создала структуру и создала опытные образцы магнитного туннельного перехода, состояние которого…

• Ткань, которая выполняет вычисления и не требует питания

  Может, когда-нибудь в будущем возможно будет одеть компьютер на тело, как майку либо рубаху. В этом направлении исследуют учёные из Школы инженерии…

• Ученые впервые создали работоспособные электронные схемы при помощи искусственных эволюционных методов

  Исследователи из Университета нанотехнологий MESA+ и университета Твенте, Нидерланды в первый раз изготовили работоспособные электронные схемы, применяв…

• Новые материалы позволят создать электронные устройства, которые по команде распадутся или растворятся не оставляя следа

  В то время, когда дело касается бытовой электроники любого класса, простой либо портативной, пользователи ценят выше всего долговечность и надёжность…