המוח הננומטרי: כיצד טכנולוגיה מהפכנית תשנה את חומרי העתיד

המחקר החדש נערך במכון ברנל של אוניברסיטת לימריק (UL) באירלנד.

צוות בינלאומי של מדענים יצר סוג של חומר אורגני שלומד מהתנהגותו. בדיוק כמו שהמוח עושה.

מה עשו המדענים?

מדענים יצרו שכבה של מולקולות בעובי שתייםננומטר. לשם השוואה, זה דק פי 50,000 משערה. המומחיות שלו היא שיש לו את היכולת לזכור אירועים כאשר אלקטרונים עוברים דרכם. כתוצאה מכך, הסתברויות מיתוג והערכים של מצבי הפעלה/כיבוי משתנים כל הזמן בחומר מולקולרי. זה מה שמספק אלטרנטיבה מהפכנית למתגים דיגיטליים רגילים מבוססי סיליקון, שיכולים להיות מופעלים או כבויים.

מושג מוח דיגיטלי. איור: en.freepik.com

צוות המחקר הדגים את החומרים החדשים ותכונותיהם באמצעות מדידות חשמליות. 

יונים-פרוטונים-אלקטרונים

על ידי שילוב של העברת אלקטרונים מהירה עם יותרעל ידי קשירת פרוטונים איטית ומוגבלת בדיפוזיה, המדענים חיקו את ההתנהגות הדינמית החדשה של סינפסות ברמה המולקולרית. יוני סידן או נוירוטרנסמיטורים פועלים בצורה דומה, מסבירים המחברים במאמר.

הייחודיות של יוני סידן היא שהם משחקיםתפקיד חשוב בהעברת דחפים עצביים, התכווצות שרירים והשתתפות בתהליך קרישת הדם. בנוסף, הם קו-פקטורים לתגובות אנזימים רבות. פתולוגים משתמשים לעתים קרובות ברמות סידן לביצוע בדיקות אבחון ובדיקות פרוגנוסטיות.

מוֹחַ. איור: en.freepik.com

ה"התנהגות" הייחודית של החומר משקפת גם את כל פונקציות ההיגיון המתמטי הדרושות ללמידה עמוקה, תת-קבוצה של למידת מכונה במסגרת הבינה המלאכותית.

גם הרפלקס של פבלוב הצליח

התברר שהחומר חיקה בהצלחההתנהגות סינפטית פבלובית דומה לגירוי ותגובה. נזכיר כי איבן פטרוביץ' פבלוב, פיזיולוג וחתן פרס נובל, גילה שניתן לגרום לכלבים ובעלי חיים אחרים להגיב באופן לא רצוני לתגמול, שהפך לאידיאולוגיה של התניה קלאסית.

מושג מוח דיגיטלי. איור: en.freepik.com

כתוצאה מכך, מדענים הצליחו לחקות פלסטיותקשרי נוירונים סינפטיים. זה המקום שבו מתרחשת העברה של דחפים עצביים חשמליים בין שני נוירונים. חוקרים יודעים זה מכבר שטכנולוגיית הסיליקון פועלת בצורה שונה מאוד מהמוח. זו הסיבה שמדענים השתמשו בסוגים חדשים של חומרים אלקטרוניים המבוססים על מולקולות רכות כדי לדמות רשתות מחשבים דמויות מוח.

מדוע זה נחוץ?

החוקרים הזכירו כי השיטה והחדשההחומר יהיה שימושי לתפעול של מערכות מולקולריות דינמיות שיישלטו על ידי גירויים אחרים בעתיד, כמו אור. הפיתוח יאפשר לחומרים עתידניים (לעת עתה) של העתיד לשנות את הפלסטיות, לזכור וללבוש צורה של חפצים אחרים.

"זו רק ההתחלה. אנו מצפים לפיתוח טכנולוגיות חלופיות בנות קיימא לפתרון בעיות רציניות בתחומי האנרגיה, הסביבה והבריאות", מסכמים המדענים.

קרא עוד:

סופה מגנטית עומדת לפגוע בכדור הארץ

נקראה הסכנה העיקרית של משימת הירח "ארטמיס"

המשמעות האמיתית של חניטה מתגלה: כל הזמן הזה, מדענים טעו