Создан первый искусственный мозг на кристалле

Инженеры Массачусетского технологического института создали «мозг на кристалле», который состоит из десятков тысяч искусственных синапсов, называемых мемристорами. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.

Мемристоры изготовили из кремния, а также сплава серебра и меди. Созданный чип способен запоминать визуальную информацию и воспроизводить ее более точно по сравнению с существующими конструкциями мемристоров, сделанных из нелегированных компонентов. Это позволит улучшить нейроморфные устройства, которые представляют собой разновидность электроники, обрабатывающую информацию подобно человеческому мозгу. Такие схемы могут быть встроены в портативные устройства и выполнять сложные задачи, посильные пока лишь для суперкомпьютеров.

В нейроморфном устройстве мемристор выполняет функцию транзистора, предназначенного для преобразования сигналов, однако принципы его действия напоминает работу межнейронного соединения или синапса. Транзистор может предавать информацию, переключаясь между двумя значениями (0 и 1) в зависимости от силы поступающего сигнала (в виде электрического тока), мемристор же способен принимать много разных состояний, выполняя гораздо более широкий диапазон операций.

Один мемристор состоит из анода и катода, разделенных средой. Когда на один электрод подается напряжение, ионы начинают перетекать через среду к другому электроду, образуя канал проводимости. Существующие мемристоры работают хорошо в том случае, если напряжение провоцирует сильный поток электронов. Однако в новой микросхеме специалисты использовали медь в качестве легирующего элемента, который стабилизирует поток ионов через канал.

Исследователям удалось воспроизвести изображения щита персонажа комиксов Marvel Капитана Америки, при этом каждый пиксель был соотнесен с определенным мемристором в чипе. Это позволило «мозгу на кристалле» запомнить картинку и несколько раз точно воспроизвести изображение.