Unikalny materiał naśladuje uczenie się mózgu podczas snu

Naukowcy opracowali materiał, który odtwarza sposób, w jaki mózg przechowuje informacje. On pracuje,

kopiowanie synaps neuronowych.Naśladuje to proces uczenia się, który zachodzi podczas głębokiego snu. Materiał magnetyczny został opracowany przez grupę naukowców z Uniwersytetu Autonomicznego w Barcelonie przy użyciu obliczeń neuromorficznych.

Obliczenia neuromorficzne to nowa koncepcja ww którym zachowanie mózgu jest emulowane poprzez naśladowanie podstawowych funkcji synaptycznych neuronów. Wśród nich znajduje się plastyczność: zdolność do zatrzymywania lub zapominania informacji w zależności od czasu trwania i powtarzalności impulsów elektrycznych stymulujących neurony. Wszystko jest związane z uczeniem się i pamięcią.

Do materiałów naśladujących synapsy neuronowe należą:Badacze zwracają uwagę na materiały memrezystancyjne, ferroelektryki, materiały o przemianie fazowej, izolatory topologiczne, a ostatnio także materiały magnetojonowe. Zmiany ich właściwości magnetycznych spowodowane są ruchem jonów w materiale pod wpływem pola elektrycznego.

Rola grubości warstwy CoN w ruchu jonów.
(a) Schematyczne przedstawienie aktywacji napięcia na foliach CoN za pomocą bramki elektrolitycznej.
b jest szkicem podwójnej warstwy elektrycznej utworzonej na powierzchni folii CoN podczas bramkowania elektrolitu.
Źródło: Horyzonty materiałów (2022). DOI: 10.1039/D2MH01087A

Teraz badacze opracowali materiał na bazie cienkiej warstwy monoazotku kobaltu (CoN). Przykładając pole elektryczne, można kontrolować gromadzenie się w nim jonów.

„Przy grubości warstwy monoazotku kobaltu mniejszej niż50 nanometrów i przy przyłożeniu napięcia o częstotliwości ponad 100 cykli na sekundę udało nam się emulować dodatkową funkcję logiczną. Po przyłożeniu napięcia urządzenie można zaprogramować tak, aby uczyło się lub zapominało o czymś bez potrzeby dodatkowego zasilania. Wszystko to naśladuje funkcje synaptyczne zachodzące w mózgu podczas głębokiego snu. Przetwarzanie informacji może wówczas być kontynuowane bez żadnego sygnału zewnętrznego” – wyjaśniają autorzy badania.

W rezultacie naukowcy opracowali sztuczną synapsę, która w przyszłości stanie się nowym paradygmatem obliczeniowym. Zastąpi ten stosowany we współczesnych komputerach.

Czytaj więcej:

Naukowcy potwierdzają alternatywną teorię grawitacji: dlaczego zmienia ona fizykę

Potężne uderzenie obiektu kosmicznego uruchomiło pole magnetyczne Ziemi

Świńskie serce bije wolniej po przeszczepie do człowieka