Мёд оказался прекрасным решением для разработки экологически безопасных компонентов нейроморфных компьютеров — систем, предназначенных для имитации нейронов и синапсов человеческого мозга.

Нейроморфные системы, которые некоторые называют будущим вычислений, намного быстрее и потребляют гораздо меньше энергии, чем традиционные компьютеры. Инженеры из Университета штата Вашингтон (США) продемонстрировали один из способов сделать их более органичными.

В человеческом мозгу более 100 миллиардов нейронов с более чем 1000 триллионов синапсов (связей) между ними. Каждый нейрон может как обрабатывать, так и хранить данные, что делает мозг гораздо более эффективным, чем традиционный компьютер, и разработчики нейроморфных вычислительных систем стремятся имитировать эту структуру.

Исследователи рассказали, что обыкновенный мёд можно использовать для изготовления мемристора — компонента, похожего на транзистор, который может не только обрабатывать, но и хранить данные в памяти.

Мёд.

© Istockphoto

«Это очень маленькое устройство с простой структурой, но по функциям оно похоже на человеческий нейрон. Это означает, что если мы сможем объединить миллионы или миллиарды этих медовых мемристоров, то их можно будет превратить в нейроморфную систему, которая будет функционировать так же, как человеческий мозг», — пояснил доцент Фэн Чжао, автор исследования.

Для исследования Чжао и его коллега Брендон Суеока создали мемристоры, переработав мёд в твердую форму и поместив его между двумя металлическими электродами, создав структуру, похожую на человеческий синапс. Затем они проверили способность медовых мемристоров имитировать работу синапсов с высокой скоростью включения и выключения на 100 и 500 наносекунд соответственно.

Мемристоры также имитировали пластичную функцию синапсов, которая отвечает за процессы обучения в человеческом мозгу и сохранение новой информации в нейронах.

Пока инженеры создали медовые мемристоры в микромасштабе, поэтому они получились размером с человеческий волос. Исследовательская группа под руководством Чжао планирует разработать их в наномасштабе размером 1/1000 человеческого волоса, а затем объединить миллионы или даже миллиарды вместе, чтобы создать полноценную нейроморфную вычислительную систему.

Мемристор.

© Shutterstock

Чжао также ведет исследования по использованию белков и других сахаров, таких как алоэ вера, но он видит больший потенциал в мёде.

«Мёд не портится. У него очень низкая концентрация влаги, поэтому бактерии не могут в нем выжить. Это означает, что эти компьютерные чипы будут очень стабильными и надежными в течение очень долгого времени», — сказал ученый.

Медовые мемристорные чипы должны выдерживать более низкие уровни тепла, выделяемого нейроморфными системами, которые не нагреваются так, как традиционные компьютеры. Медовые мемристоры также сократят количество электронных отходов.

Как рассказал Чжао, когда инженеры захотят избавиться от устройств, использующих компьютерные чипы из мёда, они могут легко растворить их в воде. Благодаря этим особым свойствам мёд очень полезен для создания возобновляемых и биоразлагаемых нейроморфных систем.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.