| www.sciencemag.org

Корейські вчені створили штучні синапси

Сина́пс

Сина́пс — структура, яка дозволяє нейрону (нервовій клітині) проводити електричний або хімічний сигнал в іншу клітину (нервову, м’язову, тощо.). Термін «синапс» (від грецького «synapsis» — з’єднання) був введений в 1897 році англійським фізіологом Майклом Фостером.

Штучні аналоги людського мозку можуть стати реальністю завдяки створенню мікроскопічних пристроїв, що імітують зв’язку між нейронами.

"Винахід наближає створення людиноподібних роботів, розумних автомобілів, інтелектуальних аналітичних систем, революційних інструментів медичної діагностики і т. п.", - Обіцяє один з авторів розробки Те Ву Лі (Tae-Woo Lee) з Пхоханского університету науки і технології (Південна Корея).

Людський мозок володіє колосальною обчислювальною потужністю, яка забезпечується численними сполуками нейронів - синапсами. Вважається, що в мозку близько 100 мільярдів нейронів і близько одного квадрильйона з’єднань. Кожен синапс спрацьовує приблизно 10 раз в секунду.

Теоретично мозок може виконувати близько 10 квадрильйонів операцій в секунду. Для порівняння: найшвидший китайський суперкомп’ютер «Тяньхе-2» здатний робити до 55 квадрильйонів обчислень в секунду. Однак потужність, споживана людським мозком, незрівнянно менша від тієї, що вимагається від комп’ютера, - всього 20 Вт проти 17,8 МВт, необхідних «Тяньхе-2».

Вчені на чолі з Те Ву Лі мають намір створити комп’ютер, що імітує людський мозок і при цьому тотожній з біологічним аналогам не тільки за ефективністю, але і за економічністю.

До цього часу штучні синапси вимагали для своєї роботи набагато більше енергії, ніж людські. Синапси, створені командою Лі, споживають всього 1,23 фемтоджоуля на одиничну активність, що робить їх рекордсменами серед усіх раніш створених пристроїв такого роду. До речі, яблуко, яке впало на землю з висоти одного метра, до моменту удару накопичує близько одного квадрильйона фемтоджоулей кінетичної енергії.

Штучні синапси Лі представляють свого роду транзистори, здатні імітувати активність з’єднань між клітинами людського мозку. В основі цих пристроїв - дрот діаметром 200-300 нанометрів. Вчені помістили 144 синаптичних транзистора на десятисантиметрову пластину.

Штучні синапси мають двошарову структуру, виконану з органічних матеріалів. Завдяки такій конструкції пристрою, вони можуть замикати або звільняти іони, імітуючи роботу справжніх синапсів.

В даний час група Лі працює над створенням органічних нанодротів діаметром вже в десятки нанометрів. Експериментуючи з різними матеріалами, вчені сподіваються ще більше знизити енергоспоживання штучних синапсів.

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль