การเลียนแบบรวมทั้งวงจรชีวภาพของวงจรชีวภาพและเซลล์ประสาทในขั้นตอนต่อการคำนวณทางประสาทสัมผัส

นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ของกระทรวงพลังงานมหาวิทยาลัยเทเนสซีและก็มหาวิทยาลัย Texas A&M ได้แสดงอุปกรณ์ที่ได้รับแรงจูงใจทางชีวภาพซึ่งจะช่วยเร่งเส้นทางไปสู่การผลิตสารนิวโรมอร์ฟิคหรือคอมพิวเตอร์

คำตอบที่เผยแพร่ใน Nature Communications รายงานตัวอย่างแรกของ “memcapacitor” ที่ใช้ไขมันซึ่งเป็นส่วนประกอบหน่วยเก็บประจุที่มีหน่วยความจำซึ่งประมวลผลข้อมูลเหมือนกันกับการทำประสาทในสมอง การศึกษาและทำการค้นพบของพวกเขาสามารถรองรับการเกิดขึ้นของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่สร้างแบบจำลองทางด้านชีววิทยาสำหรับวิธีการทางประสาทสัมผัสสำหรับการศึกษาของเครื่อง

วัตถุประสงค์ของพวกเราเป็นการพัฒนาวัสดุรวมทั้งองค์ประกอบการคำนวณที่ใช้งานได้ดังเช่นว่า synapses ทางชีวภาพและก็เซลล์ประสาท – ด้วยการเชื่อมต่อระหว่างกันแล้วก็ความยืดหยุ่นที่กว้างขวาง – เพื่อเปิดใช้งานระบบอิสระสถานที่ทำงานไม่เหมือนกับเครื่องใช้ไม้สอยประเมินผลในปัจจุบัน นักวิจัยข้างหลังปริญญาเอกเมื่อเร็วๆนี้ที่ศูนย์วิทยาศาสตร์วัสดุทุ่งนาโนของ ORNL, ที่ทำการผู้ใช้วิทยาศาสตร์ของ DOE และผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลที่ Penn State

วิธีการใหม่ใช้อุปกรณ์ที่อ่อนนุ่มเพื่อเลียนแบบไบโอเมมเบรนและก็จำลองวิธีที่เซลล์ประสาทติดต่อกับคนอื่นๆ

ทีมได้วางแบบเยื่อหุ้มห่อเซลล์ประดิษฐ์ซึ่งเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานของหยดน้ำเคลือบสองชั้นในน้ำมันเพื่อตรวจคุณลักษณะทางไดนามิกรวมทั้งอิเล็คโทรโฟนิกส์ของอุปกรณ์ ที่แรงกดดันไฟฟ้าที่ใช้ประจุจะสร้างประจุทั้งสองด้านของเมมเบรนเป็นพลังงานที่เก็บไว้ซึ่งคล้ายกับแนวทางที่ตัวเก็บประจุปฏิบัติงานในวงจรไฟฟ้าแบบดั้งเดิม

แม้กระนั้นไม่เหมือนกับตัวเก็บประจุธรรมดา memcapacitor สามารถ จดจำ” แรงกดดันกระแสไฟฟ้าที่ใช้ที่ผ่านมาแล้วก็ – รูปร่าง – วิธีการประมวลผลข้อมูล เมมเบรนสังเคราะห์แปลงพื้นที่ผิวรวมทั้งความครึ้มขึ้นอยู่กับกิจกรรมกระแสไฟฟ้า เยื่อห่อหุ้มเซลล์แบบปรับได้พวกนี้สามารถปรับให้เป็นตัวกรองแบบปรับพฤติกรรมสำหรับสัญญาณชีฟิสิกส์และก็วิชาชีวเคมีเฉพาะ

“ 
ฟังก์ชั่นใหม่เปิดลู่ทางสำหรับเพื่อการประมวลผลสัญญาณแบบไม่ใช่ดิจิตอลและการเรียนของเครื่องที่จำลองตามธรรมชาติ” Pat Collier ของ ORNL นักวิทยาศาสตร์การศึกษาเรียนรู้และค้นคว้าและทำการวิจัยของข้าราชการ CNMS กล่าว

คุณสมบัติที่แตกต่างกันของคอมพิวเตอร์ดิจิตอลทั้งหมดทั้งปวงเป็นการแยกการประมวลผลและก็หน่วยความจำ ข้อมูลจะถูกถ่ายโอนไปมาจากฮาร์ดไดรฟ์แล้วก็ตัวประเมินผลกลางสร้างคอขวดโดยธรรมชาติในสถาปัตยกรรมไม่ว่าฮาร์ดแวร์จะเล็กหรือเร็วเพียงใด

Neuromorphic computing 
ซึ่งเลียนแบบตามระบบประสาทใช้สถาปัตยกรรมที่ไม่เหมือนกันอย่างยิ่งในหน่วยความจำและก็การประมวลผลสัญญาณที่อยู่ด้วยกันในองค์ประกอบหน่วยความจำ – memristors, memcapacitors และก็ meminductors

“memelements” 
กลุ่มนี้ประกอบขึ้นเป็นอุปกรณ์ synaptic ของระบบที่เลียนแบบการประมวลผลข้อมูลธรรมชาติการเล่าเรียนและก็หน่วยความจำ

ระบบที่วางแบบด้วย memelements มีจุดเด่นในด้านความยืดหยุ่นรวมทั้งการใช้พลังงานต่ำ แม้กระนั้นเป้าหมายที่ตามที่เป็นจริงเป็นการสร้างช่องทางใหม่ให้กับปัญญาประดิษฐ์ Collier กล่าว

การแตะลงในวิชาชีววิทยาสามารถกระตุ้นแล้วส่งผลให้มีการเกิดความเป็นไปได้สำหรับในการคำนวณใหม่โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของ “edge computing” ได้แก่เทคโนโลยีที่สวมใส่ได้แล้วก็เทคโนโลยีฝังตัวที่มิได้เชื่อมต่อกับระบบลาวด์ แต่ทำการตัดสินใจแบบทันทีบนฐานรากของ

Continue Reading