Unikátní materiál napodobuje učení mozku během spánku

Vědci vyvinuli materiál, který kopíruje, jak mozek ukládá informace. Pracuje,

kopírování neuronových synapsí.To napodobuje učení, ke kterému dochází během hlubokého spánku. Magnetický materiál vyvinula skupina výzkumníků z Autonomní univerzity v Barceloně pomocí neuromorfních výpočtů.

Neuromorfní výpočetní technika je nový konceptve kterém je chování mozku emulováno napodobováním základních synaptických funkcí neuronů. Mezi ně patří plasticita: schopnost uchovat nebo zapomenout informace v závislosti na trvání a opakování elektrických impulsů stimulujících neurony. To vše souvisí s učením a pamětí.

Mezi materiály, které napodobují neuronální synapse, patří:Výzkumníci zdůrazňují memrezistivní materiály, feroelektrika, materiály s fázovou změnou, topologické izolátory a v poslední době magnetoiontové materiály. Změny jejich magnetických vlastností jsou způsobeny pohybem iontů v materiálu s aplikací elektrického pole.

Úloha tloušťky filmu CoN v pohybu iontů.
(a) Schematické znázornění napěťové aktivace na CoN filmech pomocí elektrolytického hradla.
b je nákres elektrické dvojvrstvy vytvořené na povrchu filmů CoN během elektrolytického vstřikování.
Kredit: Materials Horizons (2022). DOI: 10.1039/D2MH01087A

Nyní vědci vyvinuli materiál na bázi tenké vrstvy mononitridu kobaltu (CoN). Aplikací elektrického pole lze řídit akumulaci iontů v něm.

„S tloušťkou vrstvy mononitridu kobaltu menší než50 nanometrů a při použití napětí s frekvencí více než 100 cyklů za sekundu jsme byli schopni emulovat další logickou funkci. Po připojení napětí lze zařízení naprogramovat tak, aby se něco naučilo nebo zapomnělo bez potřeby dalšího napájení. To vše napodobuje synaptické funkce, které se vyskytují v mozku během hlubokého spánku. Zpracování informací pak může pokračovat bez jakéhokoli vnějšího signálu,“ vysvětlují autoři studie.

V důsledku toho vědci vyvinuli umělou synapsi, která se v budoucnu stane novým výpočetním paradigmatem. Nahradí ten, který se používá v moderních počítačích.

Přečtěte si více:

Vědci potvrzují alternativní teorii gravitace: Proč mění fyziku

Masivní dopad vesmírného tělesa spustil magnetické pole Země

Prasečí srdce bije po transplantaci člověku pomaleji