Das Innenleben des menschlichen Gehirns stellt für Wissenschaftler vieler Disziplinen einige der größten Rätsel dar. Dies ist verständlich, wenn man bedenkt, dass das Organ eine unergründliche Menge an Wissen enthält, dessen genaue Funktion wir noch nicht vollständig verstehen.
Aufgrund dieser enormen Fähigkeit zur Speicherung und Verarbeitung von Daten haben Forscher im Laufe der Jahre zweifellos Energie in die Entwicklung elektronischer Gehirne gesteckt, die nachahmen können. zumindest einige von den bemerkenswerten Aufgaben des menschlichen Gehirns, darunter innovative Chips für Vertiefung unseres Verständnisses des Gehirns und sogar Orgelchips entwickelt, um Antworten auf die Verbindung zwischen Blutgefäßen und Gehirn zu geben.
Jetzt ein Team von Physikern an der Universität von Groningen untersucht, wie die Computerfunktion verbessert werden kann, indem ein Gerät entwickelt wird, das auf der Funktionsweise des Gehirns basiert. Ihre Forschung untersucht speziell, wie sie die Funktion von Gehirnneuronen mit ihren elektronischen Äquivalenten, Computerbits, wiederholen können.
Gestaltung der Forschung
Um die Ergebnisse zu erzielen, hat das Team die Studie mit dem Ziel der Fertigstellung eingerichtet. neuromorphes Rechnen was die Schaffung von Memristoren - auch als Speicherwiderstände bezeichnet - beinhaltete, die aus Niob-dotiertes Strontiumtitanat. Der Grund für die Wahl des Oxids liegt darin, dass es aufgrund seiner starken elektronischen Eigenschaften ideal zum Kopieren der Gehirnneuronenfunktion geeignet ist.
UG-Forscher Anouk Goossens, Erstautor des Papiers, erklärte, wie die Memristoren in der Technik verwendet wurden. sagte , "Wir nutzen die Fähigkeit des Systems, den Widerstand zu schalten: Durch Anlegen von Spannungsimpulsen können wir den Widerstand steuern und mit einer niedrigen Spannung den Strom in verschiedenen Zuständen auslesen.
Die Stärke des Impulses bestimmt den Widerstand im Gerät. Wir haben ein Widerstandsverhältnis von mindestens gezeigt. 1000 um realisierbar zu sein. Wir haben dann gemessen, was im Laufe der Zeit passiert ist. "
Goossens verbrachte viel Zeit damit, die Speicherwiderstände zu testen, wobei er sich auf die Dauer des Speichers konzentrierte, die erreicht werden konnte eins zu vier Impulse erzeugten eine Reihe von eine Sekunde bis zwei Minuten und das Material schien auch danach noch zu halten 100 Zyklen wurden umgeschaltet.
Nächste Schritte für das Team
Über die erfolgreichen Ergebnisse der Studie hinaus zum Thema der verschiedenen zukünftigen Anwendungen für das Gerät, Goossens sagte , "Es gibt verschiedene Dinge, die Sie damit tun können", und fügte hinzu: "Indem wir das Gerät auf unterschiedliche Weise mit unterschiedlichen Impulsen" lehren ", können wir sein Verhalten ändern. Diese Systeme können es vergessen, genau wie das Gehirn. Es erlaubtIch soll die Zeit als variablen Parameter verwenden. "
Nach allen Angaben könnte das Gerät im Wesentlichen ein höheres Maß an Effizienz bieten, wenn es darum geht, wie Verarbeitung und Speicher in verschiedenen Computer-Setups zusammen funktionieren, und sie werden durch die Ergebnisse gefördert, die demonstrieren "[p] Es wird gezeigt, dass die Romantik des Stromverbrauchs und der Ausdauer [... und dass] Widerstandszustände den Vergessensprozess des Gehirns nachahmen. Hinzu kommt der von den Wissenschaftlern gemeldete schwankende Widerstand über die Zeit, und die Ergebnisse erscheinen noch vielversprechender.
Details der Studie erscheinen in einem Artikel, betitelt "Elektrisches feldgetriebenes memristives Verhalten an der Schottky-Grenzfläche von Nb-dotiertem SrTiO3", veröffentlicht am 25. September im Zeitschrift für Angewandte Physik .