Вычислительные системы на физических принципах работы человеческого мозга интересуют ученых и инженеров благодаря их высокой энергоэффективности. Предыдущие эксперименты привели к появлению компьютеров, которые имитируют мозговую деятельность, но используют обычные твердые материалы.

Физикам-теоретикам Утрехтского университета (Нидерланды) совместно с физиками-экспериментаторами Университета Соганг в Южной Корее удалось построить искусственный синапс. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Этот синапс является первым доказательством того, что система, использующая ту же среду, что и наш мозг, может обрабатывать сложную информацию.

По данным PNAS, в новой работе команда создала аналог нейрона размером 150 на 200 мкм, который передавал информацию с помощью ионов в водном растворе. Ученые из PNAS назвали новое устройство ионным мемристором, который представляет собой микроканал конической формы, заполненный раствором воды и соли. При получении электрических импульсов ионы внутри жидкости мигрируют через канал, что приводит к изменению концентрации ионов. Проводимость канала может регулироваться в зависимости от интенсивности или длительности импульса, отражая усиление или ослабление связей между нейронами.

Главный автор исследования Тим Камсма (Tim Kamsma) из Утрехтского университета, подчеркивает важность этого открытия, поскольку использование воды и соли для создания искусственных синапсов, способных обрабатывать сложные данные, расширяет возможности в области моделирования мозговой деятельности и предлагает новые перспективы для исследований в этой области.

По данным исследователей из Университета Соганг, их новаторское открытие на апрель 2024 г. может стать основой для создания высокоэффективных и энергосберегающих компьютерных систем на физических принципах человеческого мозга, значительно превзойдя существующие технологии в этом направлении.

В последнее время предпринимались различные попытки реализовать синаптические характеристики с помощью сегнетоэлектрического полевого транзистора, но о глубоком физическом анализе до сих пор не сообщалось. Ученые на 2024 г. работают над созданием искусственных синапсов для разработки систем биоподобной информационной обработки, способных решать сложные задачи, такие как распознавание, предсказание и моделирование поведения. Будущее этой области может принести электронные устройства, которые помогут людям предотвратить атрофию, потерю чувствительности и повреждения нервной ткани.

По материалам cnews.ru.