Ερευνητές στη Γερμανία ανέπτυξαν μια επαναστατική ηλεκτρονική συσκευή σε νανοκλίμακα η οποία αντιγράφει τη φυσική δομή του ανθρώπινου εγκέφαλου, ανοίγοντας τον δρόμο για νέα υλικά υπολογιστών. Η νέα τεχνολογία στοχεύει να ξεπεράσει τους περιορισμούς των συμβατικών υπολογιστών, οι οποίοι απαιτούν συνεχή ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ επεξεργαστή και μνήμης με υψηλό ενεργειακό κόστος. Τα σημερινά συστήματα τεχνητής νοημοσύνης καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας κατά την εκπαίδευση μεγάλων μοντέλων, γεγονός που καθιστά αναγκαία την αναζήτηση εναλλακτικών λύσεων.
Η ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Βίρτσμπουργκ, στο πλαίσιο του Cluster of Excellence ct.qmat, χρησιμοποίησε σύνθετα οξείδια για τη δημιουργία ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Ειδικότερα, αξιοποιήθηκαν το αργιλικό λανθάνιο και το τιτανικό στρόντιο, τα οποία όταν έρχονται σε επαφή σχηματίζουν ένα εξαιρετικά λεπτό αγώγιμο στρώμα στη διεπιφάνειά τους. Με τον τρόπο αυτό, το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να εκτοπίσει άτομα οξυγόνου και να μεταβάλει την αντίσταση, επιτρέποντας στη συσκευή να εκπαιδεύεται μέσω ηλεκτρικού ερεθισμού.
Το μεμονωμένο εξάρτημα νανοκλίμακας έχει την ικανότητα να λειτουργεί ως τρανζίστορ, ως μεμρίστορ ή ως μεμκαπάσιτορ, ανάλογα με τον τρόπο που συνδέεται ηλεκτρικά. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει στη συσκευή να διακόπτει το ρεύμα, να αποθηκεύει πληροφορίες και να θυμάται την προηγούμενη ηλεκτρική δραστηριότητα. «Αυτό που κάνει την πλατφόρμα μας τόσο συναρπαστική είναι ότι μπορούμε να υλοποιήσουμε πολύ διαφορετικές λειτουργίες χρησιμοποιώντας το ίδιο σύστημα υλικών», δήλωσε ο Soumen Pradhan, μεταδιδακτορικός ερευνητής.
Η υπολογιστική που εμπνέεται από τον εγκέφαλο επιδιώκει να συνδυάσει τον υπολογισμό, την αποθήκευση πληροφοριών και την προσαρμογή μέσα σε μεμονωμένα εξαρτήματα. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι μελλοντικές εφαρμογές θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη φορετή τεχνολογία υγείας, όπου οι αισθητήρες θα αναλύουν φυσιολογικά σήματα απευθείας. Ωστόσο, οι ερευνητές διευκρινίζουν ότι η παρούσα μελέτη αποδεικνύει τις υποκείμενες ηλεκτρονικές λειτουργίες και απαιτείται περαιτέρω ανάπτυξη για την εφαρμογή σε πρακτικά συστήματα.
