Металлическая нанопроводная сеть с подобными мозгу функциями

30.12.2019

Международная совместная исследовательская группа, возглавляемая Национальным институтом наук о материалах (Япония), преуспела в создании нейроморфной сети, состоящей из многочисленных металлических нанопроводов. Используя эту сеть, команда смогла создать электрические характеристики, аналогичные связанным с уникальными для человека функциями мозга более высокого порядка, такими как запоминание, обучение, забывание, становление бдительным и возвращение к спокойствию. Затем команда выяснила механизмы, которые запускали эти электрические характеристики.

Развитие методов искусственного интеллекта (ИИ) в последние годы быстро продвигалось и начало влиять на нашу жизнь различными способами. Хотя ИИ обрабатывает информацию аналогично человеческому мозгу, механизмы, с помощью которых работает человеческий мозг, все еще в значительной степени неизвестны. Основные компоненты мозга, такие как нейроны и соединения между ними (синапсы), были подробно изучены. Однако все еще ждут ответов многие вопросы, касающиеся мозга как целого, состоящего из множества компонентов. Например, мы до сих пор не до конца понимаем, как мозг выполняет такие функции, как запоминание, обучение и забывание, и как он становится бдительным и возвращается к спокойствию. Кроме того, живым мозгом сложно манипулировать в экспериментальных исследованиях. По этим причинам мозг остается "загадочным органом". Эффективным в рамках развития наук о мозге оказывается другой подход к исследованию этого органа - при котором создаются материалы и системы, способные выполнять функции, подобные функциям мозга, и анализируются их механизмы.

Совместная исследовательская группа недавно создала сложную мозгоподобную сеть, интегрировав многочисленные нанопроволочки серебра (Ag), покрытые полимерным (PVP) изолирующим слоем толщиной около 1 нанометра. Соединение между двумя нанопроводами образует переменный резистивный элемент (то есть синаптический элемент), который ведет себя как нейронный синапс.

Эта сеть нанопроволок, которая содержит большое количество сложно взаимодействующих синаптических элементов, образует "нейроморфную сеть". Когда к нейроморфной сети прикладывалось напряжение, казалось, что она "изо всех сил" пытается найти оптимальные пути тока (то есть наиболее электрически эффективные пути). Исследовательская группа измерила процессы формирования, удержания и дезактивации текущего пути, в то время как электрический ток протекал через сеть, и обнаружила, что эти процессы всегда колеблются по мере их продвижения, подобно процессам запоминания, обучения и забывания человеческого мозга.

Наблюдаемые временные колебания также напоминают процессы, при которых мозг становится бдительным или возвращается к спокойствию. Обнаружено, что мозгоподобные функции, имитируемые нейроморфной сетью, встречаются, поскольку огромное количество синаптических элементов в сети совместно работает над оптимизацией переноса тока в результате самоорганизующихся и возникающих динамических процессов.

<< Назад: MCP1811/12 - семейство линейных регуляторов с ультранизким током покоя 30.12.2019

>> Вперед: Датчики изображения для автомобильных фар 29.12.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Запущена космическая ракета с напечатанным двигателем 08.06.2024 В современном мире космических технологий 3D-печать становится все более важным инструментом, способным значительно снизить стоимость и время производства космических аппаратов. Недавний запуск индийского стартапа Agnikul является ярким примером такого прогресса, продемонстрировав возможности напечатанных ракетных двигателей. Индийская компания Agnikul успешно провела первый запуск суборбитального космического аппарата Agnibaan SOrTeD, оснащенного полностью напечатанными на 3D-принтере двигателями. Запуск состоялся 30 мая с космодрома на острове Шрихарикота, расположенного на юге Индии. Полет продлился всего две минуты, за которые ракета поднялась на высоту 8 километров и завершила свой путь в водах Бенгальского залива. Представители компании заявили, что запуск был успешным, так как главная цель первого полета - проверка возможности взлета ракеты с напечатанным двигателем - была достигнута. Этот результат демонстрирует потенциал технологии 3D-печати в космической отрасли. Важным аспектом данного проекта является то, что двигатель Agnibaan был напечатан на 100%, что выгодно отличает его от разработок других компаний, таких как SpaceX и Relativity Space, которые также используют 3D-печать, но не в таком объеме. На создание двигателя уходит всего 72-75 часов, что значительно быстрее традиционного производства, занимающего от 10 до 12 недель. Двигатели печатаются из инконелевых сплавов, что обеспечивает их высокую прочность и устойчивость к высоким температурам. Компания Agnikul не планирует производить собственные ракеты в будущем. Вместо этого они намерены заключать соглашения с другими космическими стартапами и крупными корпорациями для поставки своих напечатанных двигателей. Это позволяет сократить расходы и повысить надежность благодаря отсутствию сварных швов и лишних деталей, что уменьшает вероятность отказов. Кроме того, использование 3D-печатных двигателей может существенно снизить стоимость космических запусков, сделав их более доступными для широкого круга компаний и организаций. Это открывает новые перспективы для развития космической отрасли и увеличения числа коммерческих миссий. Таким образом, успешный запуск Agnibaan SOrTeD с полностью напечатанным двигателем является значимым шагом вперед в использовании аддитивных технологий в космической сфере. Достижения компании Agnikul подтверждают потенциал 3D-печати для ускорения и удешевления производства высокотехнологичного оборудования. Технологии 3D-печати продолжают трансформировать космическую индустрию, делая ее более эффективной и доступной. Опыт Agnikul может вдохновить другие компании на использование аналогичных подходов, способствуя дальнейшему развитию и освоению космоса.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025