Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 1015

Подобные мозгу функции в металлической нанопроводной сети

Подобные мозгу функции в металлической нанопроводной сети
Ожидается, что новые функциональные возможности, основанные на флуктуациях, откроют путь к новым технологиям запоминающих устройств, - пишет eurekalert.org.

Ожидается, что новые функциональные возможности, основанные на флуктуациях, откроют путь к новым технологиям запоминающих устройств, - пишет eurekalert.org.

Международная совместная исследовательская группа, возглавляемая Национальным институтом наук о материалах (Япония), преуспела в создании нейроморфной сети, состоящей из многочисленных металлических нанопроводов. Используя эту сеть, команда смогла создать электрические характеристики, аналогичные связанным с уникальными для человека функциями мозга более высокого порядка, такими как запоминание, обучение, забывание, становление бдительным и возвращение к спокойствию. Затем команда выяснила механизмы, которые запускали эти электрические характеристики.

Развитие методов искусственного интеллекта (ИИ) в последние годы быстро продвигалось и начало влиять на нашу жизнь различными способами. Хотя ИИ обрабатывает информацию аналогично человеческому мозгу, механизмы, с помощью которых работает человеческий мозг, все еще в значительной степени неизвестны. Основные компоненты мозга, такие как нейроны и соединения между ними (синапсы), были подробно изучены. Однако все еще ждут ответов многие вопросы, касающиеся мозга как целого, состоящего из множества компонентов. Например, мы до сих пор не до конца понимаем, как мозг выполняет такие функции, как запоминание, обучение и забывание, и как он становится бдительным и возвращается к спокойствию. Кроме того, живым мозгом сложно манипулировать в экспериментальных исследованиях. По этим причинам мозг остается «загадочным органом». Эффективным в рамках развития наук о мозге оказывается другой подход к исследованию этого органа - при котором создаются материалы и системы, способные выполнять функции, подобные функциям мозга, и анализируются их механизмы.

Совместная исследовательская группа недавно создала сложную мозгоподобную сеть, интегрировав многочисленные нанопроволочки серебра (Ag), покрытые полимерным (PVP) изолирующим слоем толщиной около 1 нанометра. Соединение между двумя нанопроводами образует переменный резистивный элемент (то есть синаптический элемент), который ведет себя как нейронный синапс. Эта сеть нанопроволок, которая содержит большое количество сложно взаимодействующих синаптических элементов, образует «нейроморфную сеть». Когда к нейроморфной сети прикладывалось напряжение, казалось, что она «изо всех сил» пытается найти оптимальные пути тока (то есть наиболее электрически эффективные пути). Исследовательская группа измерила процессы формирования, удержания и дезактивации текущего пути, в то время как электрический ток протекал через сеть, и обнаружила, что эти процессы всегда колеблются по мере их продвижения, подобно процессам запоминания, обучения и забывания человеческого мозга. Наблюдаемые временные колебания также напоминают процессы, при которых мозг становится бдительным или возвращается к спокойствию. Обнаружено, что мозгоподобные функции, имитируемые нейроморфной сетью, встречаются, поскольку огромное количество синаптических элементов в сети совместно работает над оптимизацией переноса тока в результате самоорганизующихся и возникающих динамических процессов.

Исследовательская группа в настоящее время разрабатывает мозгоподобное запоминающее устройство с использованием нейроморфного сетевого материала. Команда намеревается спроектировать запоминающее устройство так, чтобы оно работало с использованием принципиально иных принципов, чем те, которые применяются в современных компьютерах. Например, хотя в настоящее время компьютеры предназначены для того, чтобы тратить столько времени и электроэнергии, сколько необходимо для достижения абсолютно оптимальных решений, новое запоминающее устройство предназначено для быстрого принятия решения в определенных пределах, даже если созданное решение может быть не совсем оптимальным. Команда также надеется, что это исследование поможет понять механизмы обработки информации мозгом.

[Фото: eurekalert.org]

Источник: www.eurekalert.org

мозг нанопровода нейроморфная сеть функции мозга

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.