يصنع المهندسون ترانزستورات أسرع بـ 10000 مرة من المشابك الدماغية

قام الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتطوير ترانزستورات قابلة للبرمجة

العمل في 10 آلافمرات أسرع من نقاط الاشتباك العصبي في الدماغ. لا توفر التكنولوجيا المستخدمة في التعلم الآلي التناظري سرعة معالجة عالية للبيانات فحسب، بل توفر أيضًا كفاءة جيدة في استخدام الطاقة.

آلية عمل الجهاز هييشرح المؤلفون التضمين الكهروكيميائي لأيون صغير ، بروتون ، في أكسيد عازل لتعديل توصيله الإلكتروني. استخدم العلماء مجالًا كهربائيًا قويًا لتسريع البروتونات ووضع الترانزستورات الأيونية في وضع تشغيل نانوثانية.

لاحظ الباحثون أن سر جديدالأجهزة التي تستخدم الزجاج الفوسفوسيليكات غير العضوي. فهو يوفر حركة فائقة السرعة للبروتونات لأنه يحتوي على العديد من المسام بحجم نانومتر، والتي توفر أسطحها مسارات لانتشار الجسيمات الأولية. يمكنه أيضًا تحمل المجالات الكهربائية النبضية القوية جدًا.

إمكانية العمل في الخلايا البيولوجيةيرتفع وينخفض ​​على مقياس زمني من المللي ثانية حيث أن فرق الجهد البالغ 0.1 فولت مقيد بثبات الماء. في عملنا ، نطبق ما يصل إلى 10 فولت من خلال طبقة زجاجية صلبة وسميكة النانو خاصة ، والتي تنقل البروتونات دون إتلافها. وكلما كان المجال أقوى ، زادت سرعة عمل الأجهزة الأيونية.

يو لي ، الأستاذ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف المشارك للعمل

في الدماغ البشري ، التعلم يحدث من خلالتقوية وإضعاف الروابط بين المشابك. تستخدم الشبكات العصبية العميقة استراتيجية مماثلة عندما تتم برمجة أوزان العقد (الخلايا العصبية) باستخدام خوارزميات التعلم. عند استخدام المعالجات ، توفر زيادة الموصلية الكهربائية لمقاومات البروتون وتقليلها التعلم الآلي التناظري.

يتم التحكم في الموصلية بواسطة حركة البروتونات.لزيادة الموصلية ، يتم دفع المزيد من البروتونات إلى القناة في المقاوم ، ولتقليل الموصلية ، يتم طرد البروتونات. يتم تحقيق ذلك باستخدام إلكتروليت (مشابه للبطارية) يقوم بتوصيل البروتونات ولكنه يمنع الإلكترونات. تؤدي زيادة سرعة البروتونات إلى تسريع عملية التعلم الآلي بشكل كبير.

صورة الغلاف: رسم توضيحي فني لمقاوم بروتون قابل للبرمجة. المصدر: Ella Maru Studio، Murat Onen، MIT

قراءة المزيد:

ستطير الطائرة الأسرع من الصوت بسرعة 2000 كم / ساعة وتعبر المحيط في 3.5 ساعة

صور العلماء مخلوقًا غريبًا له مخالب ، ظنوا خطأ أنه زهرة

إنشاء كمبيوتر كمي "تجاوز النظام الثنائي"