Da die weltweite Chipknappheit seit Jahren auf der Tagesordnung steht, macht man sich Sorgen darüber wurde noch schlimmer. Hinzu kommt der Einmarsch Russlands in die Ukraine hat einen negativen Einfluss gehabt auch über die Situation. Gibt es Hoffnung, dass es endet? Nun, es scheint so.
Ingenieure der Washington State University WSU haben gezeigt, dass Honig zur Herstellung umweltfreundlicher und hirnähnlicher Computerchips verwendet werden könnte, Laut einer Studie veröffentlicht im Journal of Physics D.
Inspiriert von menschlichen Synapsen verarbeiteten Forscher Honig zu einer festen Form und klemmten ihn zwischen zwei Metallelektroden, um ein strukturiertes Design namens „Memristor“ zu erzeugen. Honig-Memristoren sind in der Lage, menschliche Neuronen nachzuahmen und sehr schnell ein- und auszuschalten, während Informationen erhalten bleiben.
„Honig verdirbt nicht“, sagte Feng Zhao, außerordentlicher Professor an der School of Engineering and Computer Science der WSU und korrespondierender Autor der Studie. „Er hat eine sehr geringe Feuchtigkeitskonzentration, sodass Bakterien darin nicht überleben können. Das bedeutet, dass diese ComputerChips werden für eine sehr lange Zeit sehr stabil und zuverlässig sein."
Derzeit entspricht die Größe des Honig-Memristors menschlichem Haar. Das Forschungsteam strebt jedoch an, vom Mikromaßstab zum Nanomaßstab zu gelangen, wodurch Memristoren um 1/1000 kleiner werden.
Eine Lösung für Elektroschrott
Es ist eine gute Nachricht, dass neuromorphe Systeme durch die Verwendung von Honig organischer geworden sind, zusätzlich zu ihrer Geschwindigkeit und Energieeffizienz im Vergleich zu heutigen Computersystemen.
Im Gegensatz zu den nicht erneuerbaren Chips von heute sind diese auf Honig basierenden Computerchips dank ihrer Eigenschaft, sich in Wasser aufzulösen, sehr einfach zu entsorgen. Ihre biologische Abbaubarkeit verspricht eine Lösung für umweltgefährdenden Elektronikschrottmehr als 22 Millionen Tonnen Abfall häufen sich jedes Jahr.
Anscheinend können Honig-Memristoren mit ihrer erneuerbaren und biologisch abbaubaren Struktur die lang benötigte Lösung zur Reduzierung von Elektronikschrott sein. „Aufgrund dieser besonderen Eigenschaften ist Honig sehr nützlich für die Schaffung erneuerbarer und biologisch abbaubarer neuromorpher Systeme“, sagte Zhao.
Studienzusammenfassung:
Spiking Neural Network SNN in zukünftigen neuromorphen Architekturen erfordert Hardwaregeräte, die nicht nur in der Lage sind, grundlegende Funktionalitäten biologischer Synapsen wie Spike-Timing-abhängige Plastizität STDP und Spike-Rate-abhängige Plastizität SRDP zu emulieren, sondern auch biologisch abbaubar sindum die aktuellen ökologischen Herausforderungen von Elektroschrott anzugehen. Unter verschiedenen Gerätetechnologien und -materialien haben sich memristive synaptische Geräte auf der Basis natürlicher organischer Materialien als günstiger Kandidat herausgestellt, um diese Anforderungen zu erfüllen. Die Metall-Isolator-Metall-Struktur ist analog zu einer biologischen Synapse mit geringer LeistungVerbrauch, schnelle Schaltgeschwindigkeit und Simulation der synaptischen Plastizität, während natürliche organische Materialien wasserlöslich, erneuerbar und umweltfreundlich sind.In dieser Studie wurde das Potenzial eines natürlichen organischen Materials – eines auf Honig basierenden Memristors für SNNs – demonstriert.freies bipolares resistives Schalten, eine hohe Schaltgeschwindigkeit von 100 ns Einstellzeit und500 ns Reset-Zeit, STDP- und SRDP-Lernverhalten und Auflösung in Wasser.Die intuitiven Leitungsmodelle für STDP und SRDP wurden vorgeschlagen.Diese Ergebnisse belegen, dass memristive synaptische Geräte auf Honigbasis vielversprechend für die SNN-Implementierung in grüner Elektronik und biologisch abbaubaren neuromorphen Systemen sind.