![]()
![]()
Искусственные нанофлюидные синапсы имеют вычислительный потенциал
Одно из главных отличий классического компьютера от мозга в том, что он перемещает данные между блоком памяти и центральным процессором (ЦП) — такое неэффективное распределение способствует росту затраты энергии для вычислений. Еще с 1970-х исследователи работают над созданием мемристора (резистора памяти) — электронного компонента, который, подобно синапсу мозга, мог бы как вычислять, так и хранить данные (хотя в случае с мозгом «хранение», разумеется, достаточно условно, поскольку вспоминая что-то, мы не извлекаем информацию из некоего хранилища — воспоминания всякий раз создаются заново).
На этот раз ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны создали функциональное нанофлюидное мемристивное устройство, которое полагается на ионы, а не на электроны и их противоположно заряженные аналоги (т.н. «дырки»). Такой подход точнее имитирует способ обработки информации мозгом.
Мемристоры уже использовались для создания электронных нейронных сетей ранее, но на этот раз цель состояла в том, чтобы создать нанофлюидную нейронную сеть, которая использует изменения концентрации ионов — подобно живым организмам.
Ученые погрузили созданное ими устройство в водный раствор электролита, содержащий ионы калия. На следующем этапе были созданы нанопоры из нитрида кремния, а после добавлены слои палладия и графита — для создания наноканалов для ионов. Когда ток протекает через чип, ионы просачиваются через каналы и сходятся в порах, где их давление создает пузырь между поверхностью чипа и графитом. По мере того, как блистер выталкивает графитовый слой, устройство становится более проводящим, переключая свое состояние памяти на «включено». Поскольку графитовый слой остается приподнятым даже без тока, устройство «запоминает» свое предыдущее состояние. Иными словами, настраивать память такого устройства можно, изменяя ионы — это будет влиять на то, как оно переключается из режима включения/выключения и какой объем памяти хранит.
src
