这些石墨烯突触可以推进类人脑电脑

电脑,觉得更像人类的大脑在探索主流应用。但仍然存在许多悬而未决的问题。最紧迫的,什么类型的材料可以作为最好的构建块解锁的潜力这新风格的计算。

对于大多数传统的计算设备,硅仍然是黄金标准。然而,有一个运动使用更加灵活,为这些类人脑设备高效、环保材料。

在一项新的报告中,德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发突触晶体管类人脑电脑使用薄,灵活的材料石墨烯。这些晶体管是类似于大脑神经突触连接神经元的相互关系。

“电脑,想的大脑可以做更多比今天的设备,”冉阿让说安妮Incorvia,助理教授Cockrell工程学院电气和计算机工程师和第一作者发表的论文在今天自然通讯。“模仿突触,我们可以教这些设备学习,不需要巨大的训练方法,占据太多的力量。”

研究:结合石墨烯和电解质,聚合物膜材料,突触晶体管的支柱。一起,这些材料证明关键synaptic-like行为——最重要的是,途径加强的能力随着时间的推移,他们更经常使用,一种神经肌肉记忆。在计算,这意味着设备将能够得到更好地识别和解释图像等任务/时间,越快越好。

另一个重要发现是,这些晶体管是不会引起排斥的,这意味着他们可以与活细胞和组织。关键的潜在应用在医疗设备接触到人体。大多数材料用于这些早期类人脑设备都是有毒的,所以他们不能以任何方式接触活细胞。

为什么它重要:高新技术概念,如自动驾驶汽车,无人机和机器人,我们到达的极限硅片可以有效地做什么方面的数据处理和存储。对于这些下一代技术,一个新的计算模式是必要的。神经形态设备模拟大脑的处理能力,身临其境的任务的功能强大的计算机。

“我们的生物相容性、灵活性和柔软人工神经突触是至关重要的,“说德米特里•Kireev博士后研究员共同项目。“在未来,我们设想他们直接与人类大脑的集成,为未来铺平道路的大脑假肢。”

它真的会发生:神经形态平台也开始变得更加普遍。主要芯片制造商英特尔和三星等神经形态产生芯片已经或正在发展中。然而,当前的芯片材料限制神经形态设备能做什么,所以学术研究者正在努力找到完美的材料软类人脑电脑。

“这仍然是一个大开放空间时材料;还没有尝试缩小至下一个解决方案,”Incorvia说。”,这可能不是缩小至只有一个解决方案,使用不同的材料使不同的应用程序更有意义。”

团队:这项研究是由Incorvia和德Akinwande,电子和计算机工程系教授。两人一起合作很多次在过去,在石墨烯Akinwande是首屈一指的专家,使用它在多个研究突破,最近的一部分可穿戴电子纹身血压监测。

项目的想法是由塞缪尔·刘,博士生和第一作者,在一个类Akinwande教。Kireev然后建议特定的项目。哈里森,本科电气和计算机工程的学生,测量设备和分析数据。

团队合作与t·帕特里克·肖和桑迪亚国家实验室的克里斯托弗·班尼特,谁跑神经网络模拟和分析结果数据。

参考:刘Kireev D,年代,金H, et al .化生的和节能可以使石墨烯的生物相容性人工突触增强神经形态精度计算晶体管。Nat Commun。2022;13 (1):4386。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 32078 - 6

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