По мнению исследователей из Университета штата Вашингтон (WSU), будущее компьютерных нейронных чипов может заключаться в… меде.
Ученые, участвовавшие в исследовании, утверждают, что эта технология может проложить путь к устойчивым, биоразлагаемым и чрезвычайно быстрым вычислениям.
Мед — не первое, что приходит на ум, когда вы представляете себе компьютерный чип, но инженеры Университета штата Вашингтон считают, что он может стать ключом к тому, чтобы сделать компьютеры экологически чистыми, будучи при этом достаточно мощным, чтобы имитировать работу человеческого мозга. Эта форма вычислений, предназначенная для имитации функционирования нейронов в нашем мозгу, называется нейронной формой.
Хотя многие из нас восхищаются современными компьютерами (пусть это новое открытие, сделанное на основе меда, станет тому доказательством), наш мозг впечатляет еще больше. это причина нейронные вычисления Иногда это рассматривается как будущее технологий, потому что человеческий мозг все еще может обрабатывать, анализировать и адаптироваться к тому, что он видит, так, как компьютер не может. Хотя компьютеры могут обрабатывать огромные объемы данных намного быстрее, чем человек, мы по-прежнему удерживаем верхние этажи, когда дело доходит до творческого решения проблем.
Нейронные вычисления призваны служить мостом между человеческим мозгом и технологиями, создавая автономные системы, которые могут имитировать что-то близкое к человеческому познанию. Эти системы должны быть намного быстрее и даже менее энергоемкими, чем Лучшие компьютеры Доступен сейчас. Теперь кажется, что мед может сыграть роль в том, чтобы сделать эти будущие устройства более экологичными для нашей планеты.
Мемристор способен обрабатывать данные и сохранять их в памяти так же, как это делает человеческий мозг.
Инженеры из Университета штата Вашингтон смогли создать из меда эффективную память. Мемристор — элемент, похожий на транзистор, который способен обрабатывать данные и хранить их в памяти, как это делает человеческий мозг. Эти устройства чрезвычайно малы — в случае этого исследования мемристор был толщиной с человеческий волос, но он должен был быть намного меньше, чтобы служить своей цели в будущем.
Целевой размер будет составлять около 1/1000 человеческого волоса, а это означает, что эти мемристоры должны быть разработаны в наномасштабе. Это связано с тем, что миллионы, если не миллиарды, мемристоров будут использованы для создания полноценной высокопроизводительной системы нейронных вычислений. Для сравнения, человеческий мозг имеет более 100 миллиардов нейронов или более 1000 триллионов синапсов.
Фэн Чжао, доцент Колледжа инженерии и компьютерных наук Университета штата Вашингтон, был соавтором исследования вместе с аспирантом Брэндоном Суюкой. Чжао сравнил мемристоры сот с человеческими нейронами, отметив, что они имеют очень похожие функции, но при этом сохраняют очень маленький размер.
Для того чтобы добиться желаемого эффекта, ученые использовали настоящий мед. Они переработали его в твердую форму, которую затем поместили между двумя металлическими электродами, имитирующими человеческий зажим. Благодаря исследованиям они смогли обнаружить, что медовые мемристоры успешно имитируют работу синапсов человека. Это измерялось способностью устройства быстро включаться и выключаться со скоростью, сравнимой с человеческим мозгом, — от 100 до 500 наносекунд.
Конечно, кажется, что медовые мемристоры могут быть многообещающими с точки зрения производительности, когда речь идет о нейронных вычислениях, но у них есть еще одно явное преимущество — они полностью биоразлагаемы. В то время как команда также исследовала использование других органических материалов, таких как белки и сахара, мед пока кажется победителем.
«Мед не портится. В нем очень низкая концентрация влаги, поэтому в нем не могут жить бактерии. Это означает, что эти компьютерные чипы будут очень стабильными и надежными в течение очень долгого времени», — сказал Фэн Чжао. Когда мы хотим избавиться от устройств с компьютерными чипами, сделанными из меда, мы можем легко растворить их в воде. Благодаря этим особым свойствам мед очень полезен для создания биоразлагаемых и регенеративных нервных систем».
Команда опубликовала свои результаты в выпуске Журнал физики D: Прикладная физика. Конечно, исследователям предстоит пройти долгий путь, прежде чем применять эту технологию где-либо близко к тому, что может быть использовано в отрасли в целом. Однако первые важные шаги уже сделаны. В следующий раз, когда вы добавите в чай ложку меда, имейте в виду, что однажды (в отдаленном будущем, заметьте) вы, вероятно, будете использовать компьютер, работающий на том же веществе.
Рекомендации редакции