Oamenii de ştiinţă din Jülich, Germania împreună cu colegii din Aachen şi Torino, au produs un element memristiv, făcut din nanofibre, ce funcţionează aproximativ la fel ca o celulă nervoasă biologică.
Acesta poate să salveze şi să proceseze informaţia, cât şi să primească numeroase semnale în paralel. Celula de comutare rezistivă este practic candidatul ideal pentru folosirea în construirea procesoarelor bio-spy ”neuromorfice”, capabilă să preia diverse funcţii ale neuronilor şi sinapselor biologice.
Calculatoarele au învăţat multe în ultimii ani. Datorită progresului rapid în inteligenţa artificială, acum sunt capabile să conducă maşini, să traducă texte, să învingă campioni mondiali la şah şi multe altele. Făcând asta, una din cele mai mari provocări stă în încercarea de a reproduce artificial procesarea semnalelor în creierul uman.
În reţelele neuronale, informaţiile sunt stocate şi în paralel, procesate la un grad înalt. Pe de altă parte, calculatoarele tradiţionale rezolvă rapid sarcini succesive şi fac diferenţa necontestat între stocarea şi procesarea informaţiei. Ca o regulă, reţelele neuronale pot fi simulate doar într-un mod ineficient folosind hardware obişnuit.
Sistemele cu cipuri neuromorfice ce imită modul în care funcţionează creierul uman oferă avantaje semnificative. Experţii în domeniu descriu acest tip de calculator bio-inspirat ca fiind capabil să lucreze într-o manieră descentralizată, având la dispoziţie o multitudine de procesoare, care asemenea neuronilor din creier, sunt conectate între ele prin reţele.
Dacă un procesor se strică, altul poate să îi preia funcţia. Mai mult decât atât, exact ca în creier, unde practica duce la un transfer îmbunătăţit al semnalelor, un procesor bio-inspirat ar trebui să aibă capacitatea de a învăţa.
”Cu tehnologia semiconductoare de astâzi, aceste funcţii sunt într-o oarecare măsură deja disponibile. Aceste sisteme sunt totuşi potrivite pentru aplicaţii particulare şi necesită mult spaţiu şi energie în timp ce dispozitive noastre de nanofibre făcute din cristale din oxid de zinc pot procesa şi chiar stoca informaţie, având în acelaşi timp o dimensiune mică şi un consum eficient de energie”, spune dr. Ilia Valov de la Forschungszentrum Jülich, citat de sciencedaily.com.
Ani de zile, celulelor memristive le-au fost atribuite cele mai mari şanse de a fi capabile să preia funcţiile neuronilor şi sinapselor în calculatoarele bio-inspirate. Acestea îşi modifică rezistenţa electrică, depinzând de intensitatea şi direcţia curentului electric ce le străbate. În contrast cu tranzistoarele convenţionale, ultima valoare a rezistenţei rămâne intactă chiar şi când curentul electric este oprit. Aşadar, memristoarele sunt fundamental capabile de a învăţa.
Pentru a crea aceste proprietăţi, oamenii de ştiinţă de la Forschungszentrum Jülich şi RWTH Aachen University au folosit o singură nanofibră din oxid de zinc, produsă de colegii lor de la Universitatea Politehnică din Torino. Măsurând aproximativ a zecea mia parte dintr-un milimetru, acest tip de nanofibră este de peste o mie de ori mai subţire decât un fir de păr.
Componenta memristivă ce rezultă nu numai că ocupă foarte puţin spaţiu, dar este şi capabilă să comute mult mai repede decât memoria flash.
Nanofibrele oferă proprietăţi fizice promiţătoare, în comparaţie cu alte corpuri şi sunt folosite şi în cadrul altor lucruri, cum ar fi în dezvoltarea celulelor solare, senzori, baterii şi cipuri pentru calculatoare. Fabricarea lor este relativ simplă. Nanofibrele rezultă din depunerile rezultate din evaporarea unor materiale specifice aşezate 0-pe un substrat adecvat, unde ele practic cresc de la sine.
Pentru a crea o celulă funcţională, ambele capete ale nanofibrei trebuie ataşate la metale corespunzătoare, în acest caz platina şi argintul. Aceste metale funcţionează ca electrozi şi de asemenea emit ioni declanşaţi de un curent electric potrivit. Aceşti ioni metalici sunt capabili să se răspândească de-a lungul suprafeţei firului şi să formeze o punte pentru a-i modifica conductivitatea.
