Sztuczne synapsy 10 tysięcy razy szybsze niż biologiczne

Zespół uczonych z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracował projekt rezystora imitującego naturalną synapsę mózgową, który, jak twierdzą autorzy, jest tysiąc razy mniejszy i dziesięć tysięcy razy szybszy niż jego biologiczny pierwowzór. Naukowcy opisali swoje podejście, zwłaszcza pomysł na pogodzenie trwałości pamięci z szybkością przetwarzania w konstruowaniu sztucznych sieci neuronowych, w publikacji na łamach "Science".

Zaprojektowali element, którego przewodność jest regulowana przez wprowadzanie lub usuwanie protonów do kanału wykonanego ze szkła fosforokrzemianowego (PSG). W pewnym stopniu naśladuje to zachowanie biologicznych synaps, które wykorzystują jony do przekazywania sygnałów przez szczelinę między dwoma neuronami. Urządzenie wyposażone jest w trzy terminale, z których dwa stanowią wejście i wyjście synapsy, trzeci służy do przyłożenia pola elektrycznego, które stymuluje protony do przemieszczania się ze zbiornika do kanału PSG lub odwrotnie, w zależności od kierunku pola elektrycznego. Większa ilość protonów w kanale zwiększa jego opór.

Naukowcy opracowali zasady konstrukcji tego układu jeszcze w 2020 roku, ale ich wcześniejsze prototypy wykorzystywały materiały, które nie były kompatybilne z procesami projektowania układów scalonych. Przejście na PSG radykalnie zwiększyło szybkość przełączania, ponieważ nano-pory w strukturze umożliwiają bardzo szybki ruch protonów przez materiał. Ponadto może on wytrzymać bardzo silne impulsy pola elektrycznego bez degradacji. Napięcia sięgające nawet 10 woltów, dają protonom ogromny wzrost prędkości i są kluczem do przewagi wydajnościowej nad biologicznymi synapsami.

Źródło: singularityhub.com

Mirosław Usidus