Что, если бы компьютеры могли работать так же, как человеческий мозг? Учёные из Утрехтского университета (Нидерланды) и Университета Соганг (Южная Корея) сделали важный шаг в этом направлении, разработав искусственный синапс, который передаёт информацию с помощью воды и ионов.
Почему это важно
Современные компьютеры потребляют огромное количество энергии, особенно с ростом популярности блокчейна и искусственного интеллекта. Нейроморфные вычисления, вдохновлённые работой мозга, предлагают альтернативу традиционной двоичной обработке информации.
Однако существующие технологии, такие как мемристоры (электронные компоненты, сохраняющие память без питания), пока имеют серьёзные ограничения: они передают только электрические сигналы, в отличие от синапсов, работающих с электрическими и химическими импульсами.
Прорыв в нейроморфных вычислениях
Чтобы обойти эти ограничения, исследователи предложили использовать ионы, движущиеся в жидкости, вместо традиционных электронов. В результате получился ионтронный мемристор, который передаёт информацию аналогично живым синапсам. Это устройство способно:
- Передавать сигналы в водной среде, как биологический мозг.
- Химически регулировать процессы передачи данных.
- Интегрироваться в биологические системы.
"Мы впервые доказали, что сложные вычисления можно выполнять с помощью воды и ионов соли", — говорит ведущий автор исследования Тим Камсма.
Как работает искусственный синапс
Разработанный учёными синапс состоит из микроканала длиной 200 микрометров и шириной 150 микрометров, заполненного ионным раствором. Коллоидные сферы, соединённые наноканалами, создают систему, способную изменять проводимость в зависимости от концентрации ионов.
Когда в систему подаётся электрический импульс, ионы перемещаются по каналу, изменяя его проводимость. Этот процесс напоминает работу нейронных связей в мозге, где сила сигнала зависит от химического состава среды. По мнению экспертов, изменение проводимости отражает характер передаваемого импульса, а длина канала влияет на длительность хранения информации.
Перспективы
Эта технология открывает путь к созданию более энергоэффективных и мощных компьютеров, способных обрабатывать данные, как живой мозг. Возможность регулировать передачу информации с помощью химических процессов может привести к революции в вычислительных системах и их интеграции в живые организмы.