Уникальный материал имитирует обучение мозга во сне

Материал эмулирует синапсы нейронов и имитирует обучение, которое происходит во время глубокого сна. Подробности о разработке опубликованы в статье для журнала Materials Horizons.

Исследователи разработали материал, который воспроизводит то, как мозг хранит информацию. Он работает, копируя синапсы нейронов. Это имитирует обучение, которое происходит во время глубокого сна. Магнитный материал разработала группа исследователей из Автономного университета Барселоны, для этого они использовали нейроморфные вычисления.

Нейроморфные вычисления — это новая концепция, в которой поведение мозга эмулируется путем имитации основных синаптических функций нейронов. Среди них — пластичность: способность сохранять информацию или забывать ее в зависимости от продолжительности и повторения электрических импульсов, стимулирующих нейроны. Все это связано с обучением и памятью.

Среди материалов, имитирующих синапсы нейронов, исследователи особо выделяют мемрезистивные материалы, сегнетоэлектрики, материалы с фазовым переходом, топологические изоляторы и, с недавних пор, магнитоионные материалы. Изменения их магнитных свойств вызывает перемещение ионов внутри материала с приложением электрического поля.

Роль толщины пленки CoN в движении ионов.
а — схематическое изображение срабатывания напряжения на пленках CoN с помощью электролитического затвора.
b — эскиз двойного электрического слоя, сформированного на поверхности пленок CoN при электролитном гейтировании.
Предоставлено: Materials Horizons (2022). DOI: 10.1039/D2MH01087A

Теперь исследователи разработали материал на основе тонкого слоя мононитрида кобальта (CoN). Приложив электрическое поле, в нем можно контролировать накопление ионов.

«При толщине слоя мононитрида кобальта менее 50 нанометров и при подаче напряжения с частотой более 100 циклов в секунду нам удалось эмулировать дополнительную логическую функцию. После подачи напряжения устройство можно запрограммировать на обучение или забыть что-то без необходимости дополнительной энергии. Все это имитирует синаптические функции, которые происходят в мозге во время глубокого сна. Тогда обработка информации может продолжаться без подачи какого-либо внешнего сигнала», — объясняют авторы исследования.

В итоге ученые разработали искусственный синапс, который в будущем станет новой вычислительной парадигмой. Она заменит ту, которая используется в современных компьютерах.

Читать далее:

Ученые подтвердили альтернативную теорию гравитации: почему это меняет физику

Массивный удар космического объекта запустил магнитное поле Земли

Сердце свиньи после пересадки человеку начинает биться медленнее

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Наша Вселенная прибыла из другого мира: теория мироздания оказалась неверна
Космос
Появилась безопасная альтернатива препаратам от диабета и ожирения
Наука
Посмотрите на миллионы звезд и 2000 астероидов в беспрецедентном качестве
Космос
Облик древнего существа впервые восстановили в лаборатории: ему 580 млн лет
Наука
Спрос на специалистов по безопасности ИИ в России вырос в четыре раза
Новости
Опасный астероид может столкнуться с Луной вместо Земли: это угрожает спутникам
Космос
Строение перьев совы скопировали для разработки универсальной шумоизоляции
Наука
Популярный антидепрессант нарушил созревание половых клеток у мышей
Наука
На орбиту впервые отправили квантовый компьютер
Космос
Нейроморфный процессор «Алтай»: будущее ИИ по-русски
Технологии
Бактерии превращают пластиковый мусор в парацетамол
Наука
Японская ispace назвала причину второй неудачи при посадке на Луну
Космос
Из рисовой бумаги можно создать мягких роботов, которые разлагаются за месяц
Новости
Физик предложил заменить пространство-время трехмерным временем
Наука
Антропологи выяснили, почему только одна миграция людей из Африки была успешной
Наука
Токсичную плесень из древних гробниц превратили в противораковое лекарство
Наука
Найдена гигантская нить в космосе: она соединяет четыре скопления галактик
Космос
В Китае установили мировой рекорд: 11 787 дронов создали световое шоу
Новости
Вирус герпеса перестраивает геном человека, но есть способ его остановить
Наука
Разработаны роботы размером с игрушечную машинку для ремонта водопроводных труб
Новости