Създадоха изкуствен мозък от наноматериали 21.01 | 12:45

Учени създадоха електронен чип, чиято основна част е невроморфна мрежа от сребърни наножички, която при пускане на ток през нея, се държи аналогично на невронната мрежа на главния мозък. Описание на устройството е дадено в списание Scientific Reports.

Известно е, че мозъкът има сложна мрежеста структура, като сигналите в нея се предават чрез разпространение на електрически импулси.

Американски учени от Калифорнийския университет в Лос Анджелис съвместно с техни японски колеги, създадоха невроморфна мрежа – в същността си действащ модел на мозъка.

Устройството придставлява нещо като сплетено "кълбо” от най-тънки сребърни наножички със среден диаметър 360 нонометъра, покрити с изолационен слой полимери  с дебелина едва 1 нанометър. Размерът на цялото устройство е 10 кв. мм.

На случаен принцип наножичките сформирали високоорганизирини структури, които учудващо приличат на онези,формирани от неокортекста – част от мозъка, участващ във висшите му функции – такива като език, възприятие и познание.

В пресечните места на наножичките заради миграцията на сребърните атоми чрез полимерно покритие се образували съединения, аналогични на невронните синапси, благодарение на които се съединяват и общуват мозъчните клетки. Системата създала общо около 10 милиона такива съединения.

Всеки път, когато изследователине прилагали напрежение към двата края на невроморфната мрежа, тя "се опитвала” намери ортималните и електрически на-ефективните пътища, тоест "синапсичните елементи” работели съвместно върху оптимизацията на преноса на тока. Възникнали самоорганизиращи се динамични процеси.

Измервайки параметрите на тези процеси, учените открили, че те много приличат на параметрите на процесите, протичащи в мозъка.

Използването на невроморфната мрежа направило възможно възпроизвеждането на електрически характеристики, аналогични на свързани с уникални за човека мозъчни функции, като запомняне, обучение, забравяне, бодърстване и сън.

В част от случаите, при преминаване на тока през мрежата, връзките между наножичките се запазили повече от минута, което напомня на процес на обучение и запомняне, в други случаи при свършването на заряда връзката рязко прекъсвала, имитирайки процеса на забравянето.

В други експерименти експертите открили, че при нисък разход на енергия, устройството демонстрира поведение, подобно на сън, а при голяма мощност мрежата се държала като бодърстващ мозък.

"Устройството непрекъснато се развива. То може да "измисли” различни неповтарящи се модели на поведение. Това прилича на начина, по който се държи човешкия мозък”, казват авторите на изследването. "Нашият подход може да бъде полезен при създаване на нов тип оборудване, което едновременно и да е енергоспестяващо, и да може да обработва огромен обем от сложни данни”.

Превод и редакция: iNews