Inženjeri stvaraju tranzistore koji su 10 000 puta brži od moždanih sinapsi

Istraživači s MIT-a razvili su programabilne tranzistore

radi u 10 tisuća kunaputa brže od moždanih sinapsi. Tehnologija koja se koristi za analogno strojno učenje omogućuje ne samo veliku brzinu obrade podataka, već i dobru energetsku učinkovitost.

Mehanizam rada uređaja jeelektrokemijska inkorporacija sićušnog iona, protona, u izolacijski oksid kako bi se modulirala njegova elektronska vodljivost, objašnjavaju autori. Znanstvenici su upotrijebili snažno električno polje za ubrzavanje protona i stavljanje ionskih tranzistora u nanosekundni način rada.

Istraživači napominju da je tajna novoguređaji koji koriste anorgansko fosfosilikatno staklo. Omogućuje ultrabrzo kretanje protona jer sadrži mnogo pora nanometarske veličine, čije površine pružaju putove za difuziju elementarnih čestica. Također može izdržati vrlo jaka pulsirajuća električna polja. 

Akcijski potencijal u biološkim stanicamaraste i pada na vremenskoj skali od milisekundi jer je razlika potencijala od približno 0,1 volta ograničena stabilnošću vode. U našem radu primjenjujemo do 10 volti kroz poseban, nano-debeo, tvrdi stakleni film koji provodi protone bez oštećenja. A što je polje jače, ionski uređaji brže rade.

Yu Li, profesor na Massachusetts Institute of Technology i koautor rada

U ljudskom mozgu učenje se odvija krozjačanje i slabljenje veza između sinapsi. Duboke neuronske mreže koriste sličnu strategiju kada su težine čvorova (neurona) programirane algoritmima učenja. Pri korištenju procesora, povećanje i smanjenje električne vodljivosti protonskih otpornika omogućuje analogno strojno učenje.

Vodljivost je kontrolirana kretanjem protona.Da bi se povećala vodljivost, više protona se gura u kanal u otporniku, a da bi se smanjila vodljivost, protoni se izbacuju. To se postiže korištenjem elektrolita (slično bateriji) koji provodi protone, ali blokira elektrone. Povećanje brzine protona značajno ubrzava proces strojnog učenja.

Naslovna slika: Umjetnička ilustracija protonskog programabilnog otpornika. Izvor: Ella Maru Studio, Murat Onen, MIT

Čitaj više:

Supersonični avion će letjeti brzinom od 2000 km/h i preletjeti ocean za 3,5 sata

Znanstvenici su snimili čudno stvorenje s pipcima koje su zamijenili za cvijet

Stvoreno kvantno računalo koje je "otišlo dalje od binarnog sustava"