موفقیت دانشمندان: ساخت ماده‌ای که روش ذخیره‌سازی اطلاعات مغز را شبیه‌سازی می‌کند
محققان دانشگاه خودگردان بارسلونا (UAB) یک ماده مغناطیسی ابداع کرده‌اند که می‌تواند نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات توسط مغز را شبیه‌سازی کند. این ماده امکان تقلید از سیناپس‌های نورون‌ها و برای اولین بار، امکان تقلید از یادگیری‌هایی ...
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
محققان دانشگاه خودگردان بارسلونا (UAB) یک ماده مغناطیسی ابداع کرده‌اند که می‌تواند نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات توسط مغز را شبیه‌سازی کند. این ماده امکان تقلید از سیناپس‌های نورون‌ها و برای اولین‌بار، امکان تقلید از یادگیری‌هایی که در طول خواب عمیق رخ می‌دهد را ممکن می‌سازد.
محاسبات نورومورفیک یک الگوی محاسباتی جدید است که در آن رفتار مغز با تقلید از عملکردهای سیناپسی اصلی نورون‌ها شبیه‌سازی می‌شود. از جمله این عملکردها، می‌توان به انعطاف‌پذیری عصبی اشاره کرد: توانایی ذخیره‌سازی یا فراموشی اطلاعات بسته به مدت زمان و تکرار تکانه‌های الکتریکی که نورون‌ها را تحریم می‌کند. این عملکرد با یادگیری و حافظه مرتبط است.
از جمله موادی که سیناپس‌های نورون را تقلید می‌کنند، می‌توان به مواد مقاومت‌کننده، فروالکتریک، مواد حافظه تغییر فاز، عایق‌های توپولوژیک و مواد مغناطیسی یونی اشاره کرد. در آخرین مورد، استفاده از میدان الکتریکی باعث جابه‌جایی یون‌ها و تغییر در خواص مغناطیسی ماده می‌شود.
در این مواد، مغناطیس هنگام اعمال میدان الکتریکی تنظیم می‌شود، اما کنترل تکامل خواص مغناطیسی هنگامی که ولتاژ متوقف می‌شود، دشوار است. این امر شبیه‌سازی برخی از عملکردهای الهام گرفته از مغز مانند حفظ کارایی یادگیری حتی زمانی که مغز در حالت خواب عمیق است را پیچیده می‌کند.
ماده‌ای که یادگیری توسط مغز را شبیه‌سازی می‌کند
حالا محققان روش جدیدی برای کنترل تکامل مغناطیسی در حالت تحریک‌شده و پس از محرک ارائه کرده‌اند. آن‌ها ماده‌ای را از یک لایه نازک مونو‌نیترید کبالت (CoN) ساخته‌اند که در آن، با اعمال میدان الکتریکی، تجمع یون‌های N در سطح مشترک بین لایه و الکترولیت مایعی که لایه در آن قرار گرفته است، کنترل می‌شود.
دانشمندان توضیح می‌دهند:
«این ماده جدید با حرکت یون‌هایی که توسط ولتاژ الکتریکی کنترل می‌شود، به روشی مشابه مغز ما و با سرعت‌هایی مشابه سرعت تولید‌شده در نورون‌ها، در حد میلی‌ثانیه کار می‌کند. ما یک سیناپس مصنوعی ایجاد کرده‌ایم که در آینده ممکن است مبنای یک الگوی محاسباتی جدید باشد، جایگزینی برای نمونه‌ای که توسط رایانه‌های فعلی استفاده می‌شود.»
با اعمال پالس‌های ولتاژ، می‌توان به‌صورت کنترل‌شده فرایندهایی مانند حافظه، پردازش اطلاعات، بازیابی اطلاعات و برای اولین‌بار بروزرسانی کنترل‌شده اطلاعات بدون ولتاژ اعمالی را شبیه‌سازی کرد. این کنترل با اصلاح ضخامت لایه‌های مونو‌نیترید کبالت (که سرعت حرکت یون‌ها را تعیین می‌کند) و فرکانس پالس‌ها به دست آمده است.
در مطالعه دانشمندان آمده است:
«هنگامی که ضخامت لایه مونو‌نیترید کبالت زیر 50 نانومتر است و با ولتاژ اعمال‌شده در فرکانس بیش از 100 سیکل در ثانیه، ما موفق شده‌ایم تا یک تابع منطقی اضافی را شبیه‌سازی کنیم.»
نتایج به دست آمده با این ماده جدید، طیف وسیعی از احتمالات را برای توابع محاسباتی نورومورفیک باز می‌کند و با استفاده از شبکه‌های عصبی، در ادراک، یادگیری و حافظه کارایی بیشتری ایجاد می‌نماید.
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.