Устройство, имитирующее работу мозга

09.12.2018

Эмуляция человеческого мозга является одним из краеугольных камней развития искусственного интеллекта. Новое исследование ученых кафедры прикладной науки и технологий Политехнического университета в Турине является шагом вперед в этом направлении. Эксперты создали новое устройство минимальных размеров для искусственного воспроизведения связи между нейронами.

Эмуляция головного мозга - это процесс полномасштабного имитационного моделирования главного органа центральной нервной системы, иными словами "загрузка разума в компьютер". Одна из величайших задач ученых заключается в попытке искусственно воспроизвести обработку сигналов в мозге человека.

Как правило, нейронные сети могут быть смоделированы только очень громоздким и неэффективным способом с использованием сложного оборудования. Работа итальянских ученых показала, как можно искусственно имитировать активность синапсов (то есть контактов между нейронами, которые регулируют процессы обучения в нашем мозге) в одной лишь нанопроволоке, более чем в тысячу раз тоньшей человеческого волоса.

Разработанная экспертами нанопроволока из кристаллов оксида цинка выводит мемристор (электронное устройство, способное искусственно воспроизводить функции биологических синапсов) на новый уровень производительности. Благодаря использованию нанотехнологий, которые позволяют управлять веществом на атомном уровне, впервые стало возможным объединить в одном устройстве синаптические функции, ранее воспроизводившиеся только индивидуально через отдельные устройства. Нанопроволока позволяет значительно минимизировать размер мемристора, уменьшая сложность и энергопотребление электронных схем, необходимых для реализации алгоритмов обучения.

По мнению ученых, новая технология прокладывает путь к разработке нейроморфных чипов, которые могут имитировать функционирование человеческого мозга, в то же время будучи маленькими и энергоэффективными.

<< Назад: Большой адронный коллайдер закрылся на реконструкцию 10.12.2018

>> Вперед: Нанопинцеты извлекают отдельные молекулы из живой клетки, не разрушая ее 09.12.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Нейронные цепи регулируют аппетит 12.04.2013 Исследователи из Университета Восточной Англии (UEA) сделали открытие в области неврологии, которое может окончательно решить проблему лишнего веса. Ранее считалось, что мозговые нервные клетки, связанные с регулированием аппетита, полностью формируются в ходе развития эмбриона в утробе матери. Другими словами, их характеристики и количество фиксируются на всю жизнь. Сбои в работе этих нейронных цепей являются основой причиной развития ожирения, и исправить эту "ошибку природы" невозможно. Однако новое исследование показало, что с помощью стволовых клеток можно формировать новые нейронные цепи, регулирующие аппетит. Пока эксперименты проводились только на грызунах, но результаты очень обнадеживающие, причем новая методика терапии работает как на молодых, так и на взрослых особях. Ожирение уже превратилось в мировую эпидемию: сегодня более 1,4 млрд взрослых людей во всем мире имеют избыточный вес и более 500 млн - страдают ожирением. Не менее 2,8 млн человек ежегодно умирают от осложнений, связанных с излишним весом. Таким образом, разработка эффективной терапии, избавляющей от этой проблемы, является важной научной задачей. Ученые из UEA исследовали гипоталамус - участок мозга, который регулирует циклы сна и бодрствования, расход энергии, аппетит, жажду, выделение гормонов и многие другие важнейшие биологические функции. Особое внимание ученые уделили нервным клеткам, которые регулируют аппетит. В результате обнаружилось, что популяция особых клеток головного мозга, таницитов, ведет себя как стволовые клетки и может формировать новые нейроны, регулирующие аппетит. Этот процесс идет и у взрослых мышей, а значит, на аппетитом можно управлять на любом этапе жизни. Данное открытие имеет огромную важность и может привести к разработке методик, которые навсегда избавят от проблем с ожирением. В отличие от диет регулирование нейронных цепей, отвечающих за аппетит, сможет надежно защитить от соблазна съесть очередную порцию калорийной пищи. В настоящее время ученые планируют определить группу генов и клеточные процессы, которые регулируют деятельность таницитов. Это поможет понять, как работает механизм формирования "нейроцепей аппетита", и разработать "абсолютное" лекарство от ожирения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026