Металлическая нанопроводная сеть с подобными мозгу функциями

30.12.2019

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.

<< Назад: MCP1811/12 - семейство линейных регуляторов с ультранизким током покоя 30.12.2019

>> Вперед: Датчики изображения для автомобильных фар 29.12.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Смартфон OnePlus Ace 5 с функцией обходной зарядки 06.12.2024

OnePlus Ace 5, новейший смартфон от OnePlus, выходит на рынок с функцией, которая может стать революцией для мобильных геймеров и активных пользователей - поддержкой обходной зарядки. Эта технология позволяет смартфону получать питание непосредственно от зарядного устройства, минуя аккумулятор. Такой подход помогает уменьшить нагрев устройства, особенно во время длительных игровых сессий, и продлить срок службы аккумулятора. Обходная зарядка - это технология, при которой энергия от зарядного устройства напрямую питает смартфон, обходя аккумулятор. Это особенно актуально для устройств, которые работают под высокой нагрузкой, так как снижает риск перегрева и замедления работы процессора. В отличие от стандартной зарядки, аккумулятор в этот момент не участвует в питании устройства, что также предотвращает его износ при интенсивной эксплуатации. Игровые смартфоны часто сталкиваются с перегревом из-за высокой производительности и длительных сессий. OnePlus Ace 5, ориентированный на ге ...>>

Двигатель на квантовой запутанности 06.12.2024

Квантовая запутанность - одно из самых удивительных явлений в физике, при котором две частицы остаются взаимосвязанными независимо от расстояния между ними. Еще в свое время Альберт Эйнштейн называл это явление "жутким действием на расстоянии". Сегодня же ученые находят способы применения запутанности для создания новых технологий, таких как квантовые двигатели. Физики из Китайской академии наук разработали уникальный квантовый двигатель, работающий на основе запутанности атомов кальция. Этот двигатель действует по четырехтактному циклу, схожему с работой обычного теплового двигателя. На первом этапе атомы поглощают фотоны лазера, затем расширяются и соединяются с квантовой нагрузкой. После этого следует сжатие и завершение цикла. Однако вместо тепла, используемого в классических двигателях, китайские ученые применили разницу в уровнях запутанности для создания движения. Исследования показали, что чем выше степень квантовой запутанности, тем больше энергии можно преобразовать в п ...>>

Два типа смеха: от эволюции к современности 05.12.2024

Смех - это универсальный феномен, который играет ключевую роль в человеческой коммуникации. Но каковы его истоки и разновидности? Исследование под руководством Розы Камилоглу из Свободного университета Амстердама выявило, что существует два основных типа смеха: вызванный юмором и спровоцированный физическим воздействием, таким как щекотка. Эти открытия проливают свет на эволюционные корни смеха и его значение в человеческой жизни. Для анализа смеха исследователи собрали 887 видеороликов с YouTube, фиксирующих спонтанные проявления этого явления. Каждый видеоролик был классифицирован в зависимости от причины смеха: от щекотки и словесных шуток до неожиданных ситуаций, таких как использование соли вместо сахара. Ученые использовали 70% этих данных для обучения алгоритма машинного обучения, чтобы научить его классифицировать разные типы смеха, а оставшиеся 30% - для проверки работы алгоритма. Алгоритм анализировал акустические характеристики смеха, включая громкость, ритм и частоту, ...>>

Расчитана стоимость астероидов 05.12.2024

Идея добычи полезных ископаемых на астероидах долгое время казалась фантастической и исключительно прибыльной. Однако новое исследование, проведенное при поддержке американского стартапа AstroForge, предлагает более взвешенный взгляд на экономический потенциал космического горнодобывающего сектора. Ученые развенчивают мифы о фантастических богатствах и подчеркивают перспективы и вызовы этой индустрии. Одним из ярких примеров завышенных ожиданий стал астероид Психея, которому приписывают стоимость в десять квинтиллионов долларов. Однако новое исследование утверждает, что такие оценки далеки от реальности. Эксперты предлагают более детализированный подход к анализу астероидных ресурсов, деля их на две основные категории в зависимости от экономической целесообразности добычи. Первая категория включает редкие и дорогие платиновые металлы, такие как родий, платина и палладий. Эти элементы имеют высокую рыночную стоимость и активно используются в производстве электроники, медицинского ...>>

Облепиха помогает быть стройным и здоровым 04.12.2024

Облепиха, признанная новым "суперфудом", активно привлекает внимание диетологов и ученых. Эти ярко-оранжевые ягоды, растущие на неприхотливых кустарниках, сочетают в себе богатство питательных веществ и широкий спектр полезных свойств. Новейшие исследования подтверждают, что облепиха помогает в борьбе с ожирением и диабетом, а также оказывает мощное антиоксидантное действие. Несмотря на кислый и слегка горьковатый вкус, облепиха - настоящий кладезь витаминов и микроэлементов. Ягоды содержат высокую концентрацию витамина C, который укрепляет иммунитет, а также редкие жирные кислоты омега-7, полезные для обмена веществ и здоровья кожи. Эти свойства делают облепиху не только вкусным дополнением к рациону, но и эффективным природным средством для поддержания стройной фигуры. Ученые из Мемориального университета Ньюфаундленда Ферейдун Шахиди и Ренан Даниэльские провели исследование, показавшее, что облепиха содержит уникальные биологически активные соединения: фенольные кислоты, флаво ...>>

Случайная новость из Архива Первый ВЧ-транзистор NXP 30.11.2007 Компания NXP Semiconductors представила первое из серии дискретных кремниевых решений - высокочастотный NPNтранзистор BFU725F. Транзистор BFU725F имеет впечатляющие характеристики: высокая частота переключения (70 ГГц), высокий коэффициент усиления (27 дБ при 1,8 ГГц/10 дБ при 18 ГГц) и очень низкий уровень шума (0,43 дБ при 1,8 ГГц/0,7 дБ при 5,8 ГГц). Это делает его идеальным решением для разнообразных радиочастотных приложений. Сверхнизкий уровень шума позволяет повысить качество приема чувствительных радиочастотных приемников, которые используются в GPS-навигаторах, DECT-телефонах, спутниковых радиосистемах, WLAN/CDMA-устройствах, тогда как высокая граничная частота идеально отвечает потребностям приложений, работающих в диапазоне от 10 до 30 ГГц, таких как блоки спутниковых систем.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024