Транзисторы, работающие в 10 000 раз быстрее синапсов мозга
03.08.2022
Исследователи из Массачусетского технологического института разработали программируемые транзисторы, работающие в 10 тыс. раз быстрее синапсов головного мозга. Технология, используемая для аналогового машинного обучения, обеспечивает не только высокую скорость обработки данных, но и хорошую энергоэффективность.
Рабочий механизм устройства заключается в электрохимическом внедрении мельчайшего иона, протона, в изолирующий оксид для модуляции его электронной проводимости. Ученые использовали мощное электрическое поле для того чтобы ускорить протоны и перевести ионные транзисторы в наносекундный режим работы.
Исследователи отмечают, что секрет новых устройств в использовании неорганического фосфорсиликатного стекла. Оно обеспечивает сверхбыстрое движение протонов, поскольку содержит множество пор нанометрового размера, поверхности которых обеспечивают пути диффузии элементарных частиц. Оно может выдерживать очень сильные импульсные электрические поля.
Потенциал действия в биологических клетках растет и падает с временной шкалой в миллисекунды, поскольку разность потенциалов примерно в 0,1 вольта ограничивается стабильностью воды. В своей работе мы применяем до 10 вольт через специальную твердую стеклянную пленку наноразмерной толщины, которая производит протоны, не повреждая ее. И чем сильнее поле, тем быстрее работают ионные устройства.
В человеческом мозге обучение происходит благодаря усилению и ослаблению связей между синапсами. Глубокие нейронные сети используют аналогичную стратегию, когда весы узлов (нейронов) программируются с помощью обучающих алгоритмов. При использовании процессоров увеличение и уменьшение электрической проводимости протонных резисторов обеспечивает аналоговое машинное обучение.
Проводимость контролируется движением протонов. Чтобы увеличить проводимость, больше протонов выталкивается в канал в резисторе, а для уменьшения проводимости протоны выводятся. Это достигается с помощью электролита (похожего на аккумулятор), который производит протоны, но блокирует электроны. Увеличение скорости движения протонов существенно ускоряет процесс машинного обучения.
<< Назад: Продукты и напитки стали слаще 03.08.2022
>> Вперед: Собаки могут видеть носом 02.08.2022
Последние новости науки и техники, новинки электроники:
Глядя друг на друга, собаки и люди синхронизируют работу мозга
05.11.2024
Исследование нейронной синхронизации между собаками и людьми, показало удивительное явление: когда они смотрят друг на друга и взаимодействуют, их мозговая активность синхронизируется. Это открытие стало первым случаем наблюдения подобного эффекта между представителями разных видов.
Ранее нейронная синхронизация была замечена только у представителей одного вида, таких как люди, мыши и приматы. У людей этот эффект часто возникает во время разговора или взаимодействия, когда их мозг "настраивается" друг на друга. Теперь этот феномен был зафиксирован и в отношениях между человеком и собакой, что подчеркивает уникальную глубину их эмоциональной связи.
Для эксперимента использовались электроэнцефалографические (ЭЭГ) устройства, которые фиксировали активность мозга у обеих сторон. Исследователи сравнили данные, когда люди и собаки находились в одной комнате, но не взаимодействовали, и когда они смотрели друг на друга и прикасались. Во время непосредственного контакта мозговые сигналы с ...>>
Моторный вагон электропоезда Alstom Multilevel III
05.11.2024
Компания Alstom презентовала в США новейший моторный вагон электропоезда Multilevel III, который в скором времени станет частью обновленного парка пригородных поездов NJ Transit. Презентация этого передового вагона состоялась на базе депо в Карне, Нью-Джерси, и обозначила важный шаг на пути к модернизации транспортной инфраструктуры региона.
В ближайшие годы новые составы, включающие вагоны Multilevel III, пройдут серию тестов для проверки их технических характеристик. Первые испытания электропоездов планируются уже на маршрутах Нью-Джерси в 2025 году, а завершение полного обновления парка NJ Transit ожидается до 2029 года. Этот проект направлен на повышение скорости, эффективности и надежности железнодорожного сообщения в штате.
Основная цель внедрения этих электропоездов - замена устаревших моделей Arrow III, которые использовались более 40 лет и были выпущены компанией General Electric. Новые моторные вагоны Multilevel III способны развивать эксплуатационную скорость до 177 км ...>>
Страх и отвращение влияют на работу желудка
04.11.2024
Многие из нас знакомы с ощущением "бабочек в животе" или дискомфорта, возникающего при сильном страхе или отвращении. Эти эмоции могут не только повлиять на наше психическое состояние, но и оказывать прямое воздействие на физиологические процессы в организме. Недавнее исследование немецких ученых показало, что отрицательные эмоции действительно влияют на уровень кислотности желудочного сока, что может объяснять неприятные ощущения в животе.
Исследователи из Германии провели серию экспериментов, чтобы выяснить, как эмоции, такие как страх и отвращение, влияют на желудочно-кишечный тракт. В ходе эксперимента участникам предложили проглотить специальное устройство в форме небольшой таблетки, оснащенное датчиками для измерения давления, температуры и уровня кислотности в желудке. Датчики передавали информацию на компьютер, что позволяло ученым в реальном времени наблюдать за изменениями в организме.
Эксперимент состоял из показа участникам коротких видеороликов, вызывающих различные ...>>
Литий-ионные аккумуляторы с двойным градиентом
04.11.2024
Современные литий-ионные аккумуляторы играют ключевую роль в развитии электромобилей и сетевых накопителей энергии. Однако, для массового внедрения этих технологий необходимы улучшения в производительности, долговечности и экономичности батарей. Ученые из Национальной лаборатории Аргонн сделали важный шаг в этом направлении, разработав новую конструкцию катодов с двойным градиентом, которая обещает значительно повысить эффективность литий-ионных батарей.
Идея двойного градиента базируется на предыдущем прорыве, сделанном в Аргонн в 2012 году, когда была создана катодная структура с градиентом состава. Тогда ученые усовершенствовали катоды, регулируя соотношение никеля, марганца и кобальта в их частицах. Это позволило увеличить плотность энергии и долговечность батарей. Однако новая конструкция делает еще один шаг вперед: помимо градиента состава, она включает структурные градиенты, что приводит к еще большей стабильности и эффективности.
Основное преимущество новой технологии зак ...>>
Азиаты любять роскошь
03.11.2024
Азиатско-Тихоокеанский регион стал лидером по потреблению предметов роскоши, что на первый взгляд кажется противоречием с традиционными ценностями, глубоко укорененными в культурах этих стран. В таких странах, как Япония, Южная Корея, Гонконг и Сингапур, религии и философии, например буддизм и конфуцианство, веками пропагандируют скромность, бережливость и избегание излишеств. Однако именно здесь наблюдается значительный рост спроса на роскошные товары, что стало предметом исследования профессора маркетинга Раджива Батры из Мичиганского университета.
В своем исследовании Батра и его коллеги изучили этот парадокс, сосредоточив внимание на влиянии коллективизма в азиатских обществах. Они исследовали семь азиатских рынков - Гонконг, Южную Корею, Японию, Сингапур, Индонезию, Малайзию и Таиланд - и опросили более 3000 потребителей в возрасте от 18 до 64 лет. Основной задачей было понять, как такие факторы, как коллективизм, религиозные традиции и ценности, влияющие на статус, влияют на п ...>>
Случайная новость из Архива Умная повязка для лечения хронических ран
22.02.2020
Американские биоинженеры разработали беспроводную "умную" повязку, которая может доставлять лекарства к длительно не заживающей ране и ускорить лечение хронических ран.
Хронические раны - раны, которые не заживают в течение долгого времени, даже несмотря на соответствующую терапию. Такие раны возникают, к примеру, как одно из осложнений диабета. К ним относятся пролежни, трофические язвы и диабетические язвы стопы.
Новая повязка, разработанная учеными из Коннектикутского университета, Университета Небраски-Линкольна и Гарвардской медицинской школы, может помочь в лечении хронических ран. Она оснащена миниатюрными иглами, напечатанными на 3D-принтере. Эти иглы способны проникать в более глубокие слои раны, не принося сильную боль пациенту и не вызывая воспаления. При этом повязку не нужно постоянно менять.
К повязке прилагается электронное устройство - смарт-платформа, - с помощью которой можно регулировать дозировку и момент высвобождения лекарства, которое доставляется через миниатюрные иглы.
Разработку проверили сначала на клетках, а затем на мышах, страдающих диабетом, у которых болезнь вызвала повреждение кожи. Благодаря "умной" повязке у мышей проявились признаки полного заживления ран - без образования рубцов.
|
Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua
2000-2024