Nieuw breinachtig apparaat bootst het leren van mensen na

Het geheim van het apparaat schuilt in de nieuwe organische synaptische transistors, die tegelijkertijd

verwerken en opslaan van informatie, evenalsmenselijke brein. Opgemerkt wordt dat de transistor de plasticiteit van synapsen in het menselijk brein op korte en lange termijn kan imiteren, op basis van herinneringen: dit is hoe hij in de loop van de tijd leert.

Vanwege de gelijkenis met het werk van de hersenen, het nieuwede transistor kan mogelijk de beperkingen van traditioneel computergebruik overwinnen, inclusief zijn stroomverslindende hardware en zijn beperkte vermogen om meerdere taken tegelijkertijd uit te voeren. Het apparaat is ook veerkrachtiger: het blijft soepel draaien, zelfs als sommige componenten falen.

Een moderne computer is een uitstekend apparaatuitvinding, maar het menselijk brein kan het gemakkelijk overtreffen bij sommige complexe en ongestructureerde taken zoals patroonherkenning, motorische controle en multisensorische integratie. Dit komt door de plasticiteit van de synaps, de basisbouwsteen van de verwerkingskracht van de hersenen. Deze synapsen zorgen ervoor dat de hersenen kunnen functioneren in  op een parallelle, fouttolerante en energiezuinige manier. 

Jonathan Rivney, senior auteur van de studie

In conventionele digitale computersystemen zijn er aparte verwerkings- en opslageenheden, waardoor taken die grote hoeveelheden gegevens vereisen, grote hoeveelheden energie verbruiken.

Tegenwoordig is geheugenweerstand of memristor de meest ontwikkelde technologie die een gecombineerde verwerkings- en geheugenfunctie kan uitvoeren.

Memristors hebben echter last van energie-intensiefomschakeling en minder biocompatibiliteit. Deze tekortkomingen brachten onderzoekers ertoe de synaptische transistor te creëren - dit is een speciale organische elektrochemische synaptische transistor die op lage spanning werkt, een continu herbouwd geheugen heeft en ook zeer compatibel is.

Vervolgens hebben de ontwikkelaars de geleiding geoptimaliseerdplastic materiaal in een organische elektrochemische transistor die ionen kan vasthouden. Dit is een structuur waardoor een neuron signalen naar een ander neuron kan overbrengen met behulp van kleine moleculen die neurotransmitters worden genoemd. In een synaptische transistor gedragen ionen zich op dezelfde manier als neurotransmitters, waarbij ze signalen zenden om een ​​kunstmatige synaps te vormen.

De auteurs benadrukken dat de synaptische ketenis gemaakt van zachte polymeren zoals plastic, zodat het gemakkelijk kan worden vervaardigd op flexibele platen en gemakkelijk kan worden geïntegreerd in zachte draagbare elektronica, intelligente robotica en implantaten.

Lees verder

Elon Musk: de eerste toeristen naar Mars zullen sterven

De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?

Er is een dode ster ontdekt die binnen een seconde om zijn as draait