Hjernen i nanoskala: Hvordan revolutionær teknologi vil ændre fremtidens materialer

Den nye undersøgelse blev udført på Bernal Institute of the University of Limerick's (UL) i Irland.

Et internationalt hold af videnskabsmænd har skabt en type organisk materiale, der lærer af dets adfærd. Ligesom hjernen gør.

Hvad har forskerne gjort?

Forskere har skabt et lag af to tykke molekylernanometer. Til sammenligning er dette 50.000 gange tyndere end et hår. Dens specialitet er, at den har evnen til at huske begivenheder, når elektroner passerer igennem. Som et resultat ændres skiftsandsynligheder og værdierne for tænd/sluk-tilstande konstant i et molekylært materiale. Det er det, der giver et revolutionerende alternativ til konventionelle siliciumbaserede digitale switche, der enten kan være tændt eller slukket.

Digital hjerne koncept. Illustration: en.freepik.com

Forskerholdet demonstrerede de nye materialer og deres egenskaber ved hjælp af elektriske målinger. 

Ioner-protoner-elektroner

Ved at kombinere hurtig elektronoverførsel med mereVed langsom, diffusionsbegrænset protonbinding efterlignede forskerne synapsernes nye dynamiske adfærd på molekylært niveau. Calciumioner eller neurotransmittere virker på lignende måde, forklarer forfatterne i artiklen.

Det særlige ved calciumioner er, at de spilleren vigtig rolle i overførslen af ​​nerveimpulser, muskelkontraktilitet og deltage i processen med blodkoagulation. Derudover er de cofaktorer for mange enzymreaktioner. Patologer bruger ofte calciumniveauer til at udføre diagnostiske og prognostiske tests.

Hjerne. Illustration: en.freepik.com

Materialets unikke "adfærd" afspejler også alle de matematiske logiske funktioner, der kræves til deep learning, en undergruppe af maskinlæring inden for rammerne af kunstig intelligens.

Pavlovs refleks lykkedes også

Det viste sig, at materialet med succes efterlignedePavlovsk synaptisk adfærd svarende til stimulus og respons. Husk på, at Ivan Petrovich Pavlov, en fysiolog og nobelprisvinder, opdagede, at hunde og andre dyr kunne fås til at reagere ufrivilligt på belønning, hvilket blev ideologien bag klassisk konditionering.

Digital hjerne koncept. Illustration: en.freepik.com

Som et resultat var videnskabsmænd i stand til at efterligne plasticitetsynaptiske neuronforbindelser. Det er her overførslen af ​​elektriske nerveimpulser mellem to neuroner sker. Forskere har længe vidst, at siliciumteknologi virker meget anderledes end hjernen. Det er derfor, forskerne har brugt nye typer af blødt molekyle elektroniske materialer til at efterligne hjernelignende computernetværk.

Hvorfor er det nødvendigt?

Forskerne nævnte, at metoden og den nyeMaterialet vil være nyttigt til driften af ​​dynamiske molekylære systemer, der vil blive styret af andre stimuli i fremtiden, såsom lys. Udviklingen vil gøre det muligt for fremtidens futuristiske (for nu) materialer at ændre plasticitet, huske og tage form af andre objekter.

"Dette er kun begyndelsen. Vi ser frem til udviklingen af ​​bæredygtige alternative teknologier til at løse alvorlige problemer inden for energi, miljø og sundhed,” konkluderer forskerne.

Læs mere:

En magnetisk storm er ved at ramme Jorden

Udnævnt til den største fare ved månemissionen "Artemis"

Den sande betydning af mumificering afsløres: hele denne tid tog videnskabsmænd fejl