Новое исследование провели в Институте Бернала Университета Лимерика (англ. University of Limerick’s , UL) в Ирландии. Международная группа ученых создала тип органического материала, который учится на своем поведении. Также, как это делает мозг.
Что сделали ученые?
Ученые создали слой молекул толщиной два нанометра. Для сравнения, это в 50 000 раз тоньше волоса. Его особенность в том, что он обладает способностью запоминать события по мере прохождения электронов. В итоге, вероятность переключения и значения состояний включения/выключения постоянно меняется в молекулярном материале. Именно это обеспечивает революционную альтернативу обычным цифровым переключателям на основе кремния, которые могут быть либо включенными, либо выключенными.
Исследовательская группа продемонстрировала новые материалы и их свойства, используя электрические измерения.
Ионы-протоны-электроны
Объединив быстрый перенос электронов с более медленным связыванием протонов, ограниченным диффузией, ученые имитировали новое динамическое поведение синапсов на молекулярном уровне. Аналогично работают ионы кальция или нейромедиаторы, объясняют авторы в статье.
Особенность ионов кальция в том, что они играют важную роль при передаче нервных импульсов, сократимости мышц, участвуют в процессе свертывания крови. А кроме того, являются кофакторами многих ферментных реакций. Патологи часто используют определение уровня кальция для проведения диагностически и прогностически значимых тестов.
Уникальное «поведение» материала также отражает все функции математической логики, необходимые для глубокого обучения — подмножества машинного обучения в рамках искусственного интеллекта.
Удался и рефлекс Павлова
Оказалось, что материал успешно имитировал синаптическое поведение Павлова, похожее на «стимул и ответ». Напомним, Иван Петрович Павлов, физиолог и лауреат Нобелевской премии, обнаружил, что собак и других животных можно заставить непроизвольно реагировать на вознаграждение, что стало идеологией классической обусловленности.
В итоге, ученым удалось имитировать пластичность синаптических нейронных соединений. Именно там происходит передача электрических нервных импульсов между двумя нейронами. Исследователи давно знают, что кремниевая технология работает совершенно иначе, чем мозг. Именно поэтому ученые использовали новые типы электронных материалов на основе мягких молекул для имитации компьютерных сетей, подобных мозгу.
Зачем это нужно?
Исследователи упомянули, что метод и новый материал пригодится для работы динамических молекулярных систем, которые будут управляться другими стимулами в будущем, например, светом. Разработка позволит футуристическим (пока) материалам будущего менять пластичность, запоминать и принимать форму других объектов.
«Это только начало. Нас ждет разработка устойчивых альтернативных технологий для решения серьезных проблем в области энергетики, окружающей среды и здоровья», — заключают ученые.
Читать далее:
Скоро на Землю обрушится магнитная буря
Названа главная опасность лунной миссии «Артемида»
Раскрыт истинный смысл мумификации: все это время ученые ошибались