Материал для создания искусственного мозга

15.06.2021

Ученые нашли возможность создать искусственный синапс для решения задач подобно мыслительному процессу человека. Сегодня для этого предлагается множество вариантов и один из самых перспективных видится в сегнетоэлектриках. На таких материалах уже лет 20 выпускается память FeRAM, а новое исследование показывает, как сделать элементы памяти атомарной толщины и приблизиться к нейроморфным вычислениям в объеме процессора.

В серийно выпускаемой памяти FeRAM переключающий элемент обычно выполнен из пьезокерамики, а именно цирконат-титаната свинца (PZT). Свойства материала сохранять поляризацию даже после снятия внешнего управляющего сигнала - электромагнитного поля - придает памяти FeRAM ее важнейшее свойство энергонезависимости. Она сохраняет данные даже при отключенном питании. Для имитации работы мозга - это крайне важно. Но в нынешнем виде ячейка FeRAM слишком крупная и "мозг" с ее использованием будет очень и очень большой.

Для изготовления искусственных синапсов удобны тонкопленочные структуры толщиной в несколько атомов - это даст малые размеры, высокую плотность и низкое энергопотребление. Выяснилось, что довольно перспективным сегнетоэлектрическим материалом для тонкопленочных искусственных синапсов является оксид гафния (HfO2). Этот материал прекрасно осаждается из газовой среды с использованием современных методов создания тонкопленочных структур с высокой точностью и под надежным контролем. Температуры процессов создания пленок совместимы с техпроцессами КМОП (CMOS) и не сожгут элементы чипа в процессе изготовления микросхем.

Определенная проблема была в том, что сегнетоэлектрические свойства HfO2 относительно нестабильны, но добавка в к нему циркония (Zr) решила эту проблему. Тем самым соединение оксид гафния-циркония (HZO) оказалось одним из сильных кандидатов для изготовления памяти с использованием сегнетоэлектриков и обещает революцию в области вычислений памяти.

<< Назад: В космос отправят первый деревянный спутник 15.06.2021

>> Вперед: Изучение математики влияет на развитие мозга 14.06.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Камера на основе зрения насекомых 21.01.2025 Современные технологии все чаще черпают вдохновение из живой природы, совершенствуя оптические системы и алгоритмы обработки изображений. Ученые из Корейского института передовой науки и технологий (KAIST) разработали уникальную камеру, способную снимать даже при крайне слабом освещении и фиксировать объекты, движущиеся с высокой скоростью. Основой для создания устройства послужила зрительная система насекомых, которая позволяет им различать мельчайшие движения даже в условиях почти полной темноты. Разработанная камера сочетает сложную оптическую архитектуру и передовые алгоритмы анализа изображений. В ее основе лежит способность насекомых накапливать свет и интегрировать его во времени, что дает возможность фиксировать быстро движущиеся объекты в условиях низкой освещенности. Этот принцип позволил ученым создать устройство, которое может снимать объекты, светимость которых в 40 раз ниже порога чувствительности традиционных высокоскоростных камер. Группа исследователей под руководством профессоров Ки-Хун Джонга и Мин Х. Кима применила технологию параллельных оптических каналов, позволяющую фиксировать изображения с разных временных интервалов. Это новшество, известное как метод "разделения каналов", в сочетании с механизмом накопления света, значительно улучшает качество съемки при недостатке освещения. Одним из главных достижений разработки стала способность камеры записывать видео со скоростью 9120 кадров в секунду. Это в девять раз превышает возможности стандартных датчиков изображения, что делает ее крайне перспективной для использования в различных технологических сферах. Экспериментальные испытания показали высокую точность устройства. Камера успешно зафиксировала вращение диска со скоростью 32,5 оборота в секунду в условиях слабого освещения, при этом различая шесть различных цветовых спектров. Более того, она смогла точно определить световой спектр отдельных участков диска. Для сравнения, частота взмахов крыльев бабочки составляет от 15 до 20 раз в секунду, а камера без труда фиксирует движения даже с большей скоростью. Перспективы применения новой технологии весьма широки. Разработчики планируют интегрировать систему в медицинские приборы, системы видеонаблюдения и камеры мобильных устройств. В настоящее время ведутся исследования по совершенствованию алгоритмов, что позволит создавать трехмерные изображения и повышать разрешающую способность съемки. Идея использования особенностей зрения животных в инженерных разработках не нова. Ранее специалисты из Института науки и технологий Кванджу создали систему компьютерного зрения, вдохновленную строением глаз кошек. Эта технология позволила роботизированным системам лучше распознавать объекты в условиях нестабильного освещения, что стало важным шагом в развитии автономных машин. Таким образом, изучение природы продолжает открывать перед человечеством новые горизонты в области высоких технологий.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026