Новости всё Hi-Tech - iCity.life Нижний Тагил

Основным структурным элементом нервной системы является клетка, которая передает информацию другим клеткам посредством синапсов. Это сложноустроенные структуры, которые создать искусственно, да еще и в миниатюре, не так-то просто. Однако группа ученых из Юлихского исследовательского центра совместно со своими коллегами из Аахена и Турина разработали особые нанопровода, которые обладают способностью как сохранять, так и обрабатывать информацию, а также параллельно получать многочисленные другие сигналы. Это очень похоже на то, как функционирует нервная система.

Благодаря стремительному прогрессу в области искусственного интеллекта теперь ИИ может управлять автомобилем, мгновенно переводить тексты, побеждать чемпионов мира по шахматам, выигрывать партии в видеоигры и многое другое. При этом одна из самых больших проблем заключается в попытке искусственно воспроизвести обработку сигнала человеческого головного мозга. В привычных нам нейронных сетях данные хранятся и обрабатываются в значительной степени параллельно. С другой стороны, традиционные компьютеры быстро выполняют задачи последовательно и проводят четкое различие между хранением и обработкой информации. Как правило, нейронные сети могут быть смоделированы только на базе очень большого компьютера на обычных чипах и микросхемах.

С другой стороны мы имеем нейроморфные чипы, имитирующие человеческий мозг. Этот тип компьютера способен работать децентрализованно, имея в своем распоряжении множество процессоров, которые, подобно нейронам, связаны друг с другом сетями. Если процессор выходит из строя, его функции может взять на себя другой. Более того, как и в мозге, нейроморфный чип имеет возможность обучаться.

«С сегодняшней полупроводниковой технологией эти функции в какой-то степени уже достижимы. Однако эти системы подходят лишь для конкретных задач. Наши устройства созданы на основе нанопроволоки из окиси цинка. Они могут обрабатывать и даже хранить информацию. При этом они очень маленькие и энергоэффективные.» — заявили в интервью EurekAlert! ведущие авторы работы Илья Валов и Петер Грюнберг из Юлихского исследовательского центра.

Схема строения нанопровода

Для того, чтобы получить эти свойства, ученые использовали нанопроволоку из оксида цинка. Полученный компонент не только очень маленький (тоньше человеческого волоса), но и способен работать гораздо быстрее, чем флэш-память. Для изготовления нанопроволоки ученые осаждают требуемые материалы на металлическую подложку. Далее для того, чтобы создать функционирующую ячейку, оба конца нанопроволоки должны быть прикреплены к подходящим металлам, в данном случае платины и серебра. Металлы действуют в данном случае как электроды, а ионы металлов способны распространяться по поверхности проволоки и создавать связи для изменения ее проводимости.

Новый тип материалов поможет в создании искусственной нервной системы, систем ИИ, а также для производства нейроморфных процессоров, которые, по словам авторов, «могут взять на себя различные биологические функции нейронов и синапсов.»