Исследователи использовали биологические электропроводящие нити для создания нейроморфных транзисторов памяти (мемристоров), которые эффективно работают при очень низкой мощности.
Одним из главных препятствий развития нейроморфных вычислений является высокое энергопотребление современных компьютеров, работающих при напряжении 1 В, в то время как в мозге для передачи сигналов между нейронами достаточно 80 мВ. После 10 лет экспериментов, команда из Массачусетского университета в Амхерсте разработала мемристор, который выполняет операции при сверхнизком энергопотреблении.
Для создания электронного устройства ученые использовали белковые нанопроволоки из бактерии Geobacter. В отличие от кремниевых аналогов они более стабильны в воде и биологических жидкостях, а их производство дешевле и не требует вредных химических веществ или высокоэнергетических процессов.
В ходе экспериментов с выключателем, передающем импульсный заряд через крошечную металлическую нить в мемристоре, было установлено, что белковые нанопроволоки упрощают восстановление металлов, изменяя реакционную способность их ионов и свойства переноса электронов.
Помимо этого, поскольку импульсы включения-выключения вызывают изменения в металлических нитях, в крошечном устройстве образуются новые разветвления и соединения, которые в 100 раз меньше диаметра человеческого волоса, что создает новые связи, напоминая процесс обучения в мозге.
По словам исследователей, это позволяет модулировать проводимость или пластичность синапса с нанопроволокой и мемристором, чтобы он мог эмулировать биологические компоненты для вычислений. По сравнению с обычным компьютером такое устройство обладает способностью к обучению, которая не основана на программном обеспечении.
Ранее мы также сообщали о разработке технологии эффективного поглощения энергии из металла посредством расщепления его химических связей.
Для развития канала нам важна ваша поддержка, подписывайтесь на канал и ставьте лайки.