Синаптический транзистор, имитирующий человеческий мозг

29.12.2023

Международная группа ученых из ведущих университетов США добилась важного прогресса в интеграции компьютерной архитектуры с человеческим мозгом, создав инновационный синаптический транзистор. Это устройство предоставляет возможность преодолеть разрыв между биологическими и электронными системами.

Традиционные различия в обработке и хранении информации между мозгом и компьютерами представляли серьезный вызов для ученых. В отличие от обычных компьютеров, которые передают данные между процессором и памятью, человеческий мозг выполняет обе эти функции одновременно. Решением этой проблемы стало создание новой ячейки памяти, способной выполнять функции транзистора.

Ключевым моментом в этом исследовании стало разработанное устройство - синаптический транзистор, функционирующий при комнатной температуре и потребляющий минимальное количество энергии - всего 20 пиковатт (пВт). Ученые сфокусировались на использовании муаровых квантовых материалов, обычно требующих криогенных условий, и успешно продемонстрировали работу своего изобретения при комнатной температуре, открыв новые горизонты в области наноэлектроники.

Синаптический транзистор состоит из двух слоев материала атомной толщины - графена и нитрида бора, перекрывающихся с небольшим смещением в горизонтальной плоскости.

Основной секрет заключается в создании муарового узора путем поворота одного слоя под определенным углом, вызывающего уникальные взаимодействия, известные как "магические углы". Эти углы индуцируют кулоновское взаимодействие между материалами, что приводит к экзотическим электрическим явлениям, невидимым в обычных материалах.

Исследователи также создали нейронные схемы на основе этих синаптических транзисторов, успешно обучив их ассоциативному обучению. Экспериментальные схемы успешно распознали двоичные группы цифр, такие как 000 и 111, демонстрируя точность в 97,5 процента.

Муаровый синаптический транзистор предоставляет эффективные схемы для вычислений в памяти и обещает стать передовой технологией в области искусственного интеллекта и машинного обучения.

Создание синаптического транзистора является значительным прогрессом в интеграции биологических и электронных систем. Эта технология обещает революцию в области наноэлектроники, а также предоставляет новые возможности для развития искусственного интеллекта и машинного обучения.

<< Назад: Примесь углерода улучшает электропроводность меди 29.12.2023

>> Вперед: Ощущение боли оберегает роботов от повреждений 28.12.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Наклейки для ультразвукового сканирования организма 11.08.2022 Инженеры Массачусетского технологического института разработали крошечную наклейку, которая может непрерывно получать ультразвуковые изображения внутренних органов в течение 48 часов. Эта технология поможет создать наклейки и стикеры, которые беспроводной сетью могут отслеживать любые объекты в организме. Обычно в процедурах УЗИ используется густой холодный гель, наносимый на кожу перед введением зонда. Этот гель необходим для четкой передачи ультразвуковых волн от зонда к внутренним органам и обратно. Авторы новой работы придумали нововведения, они поместили гидрогель в тонкую эластомерную мембрану. В результате получается идеальный эластичный материал, который крепится на кожу и эффективно передает ультразвуковые волны. Эластомер предотвращает обезвоживание гидрогеля, объясняют авторы. Другая часть устройства содержит массив из сотен крошечных ультразвуковых преобразователей. Соавтор исследования Чонхе Ванг пояснил, что это сочетание плотного набора датчиков с эластичным гибридом эластомера и гидрогеля позволяет устройству стабильно работать. С помощью наклейки исследователи смогли увидеть, как желудок расширяется и сжимается, когда доброволец выпивал стакан сока. Также можно отслеживать мышцы, когда человек поднимает тяжести, чтобы проинформировать его о потенциально травматических упражнениях. Авторы хотят использовать свои патчи в тандеме с мобильным приложением и ИИ, чтобы автоматически отслеживать показатели и их анализировать.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026