Дослідники розробили матеріал, який відтворює те, як мозок зберігає інформацію. Він працює, копіюючи синапс нейронів. Це імітує навчання, яке відбувається під час глибокого сну. Магнітний матеріал розробила група дослідників з Автономного університету Барселони, для цього використовували нейроморфні обчислення.
Нейроморфні обчислення – це нова концепція, в якій поведінка мозку емулюється шляхом імітації основних синаптичних функцій нейронів. Серед них – пластичність: здатність зберігати інформацію або забувати її залежно від тривалості та повторення електричних імпульсів, що стимулюють нейрони. Все це пов'язано з навчанням та пам'яттю.
Серед матеріалів, що імітують синапс нейронів, дослідники особливо виділяють мемрезистивні матеріали, сегнетоелектрики, матеріали з фазовим переходом, топологічні ізолятори і, з недавніх пір, магнітоіонні матеріали. Зміна їх магнітних властивостей викликає переміщення іонів усередині матеріалу з додатком електричного поля.
а – схематичне зображення спрацьовування напруги на плівках CoN за допомогою електролітичного затвора.
b – ескіз подвійного електричного шару, сформованого на поверхні плівок CoN при електролітному гейтуванні.
Наразі дослідники розробили матеріал на основі тонкого шару мононітриду кобальту (CoN). Приклавши електричне поле, у ньому можна контролювати накопичення іонів.
«При товщині шару мононітриду кобальту менше 50 нанометрів і при подачі напруги з частотою більше 100 циклів в секунду нам вдалося емулювати додаткову логічну функцію. Після напруги пристрій можна запрограмувати на навчання або забути щось без необхідності додаткової енергії. Усе це імітує синаптичні функції, які у мозку під час глибокого сну. Тоді обробка інформації може тривати без подачі будь-якого зовнішнього сигналу», – пояснюють автори дослідження.
У результаті вчені розробили штучний синапс, який у майбутньому стане новою обчислювальною парадигмою. Вона замінить ту, що використовується у сучасних комп'ютерах.
