Науковці з Массачусетського технологічного інституту створили мініатюрні полімерні пристрої, що імітують роботу нейронів. Цей винахід відкриває шлях до енергоефективних обчислень.
Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) розробили інноваційну платформу, здатну поєднати функції обчислення та зберігання даних в одному компактному й енергоефективному пристрої. Використовуючи унікальні механічні властивості м’яких полімерів, науковці створили крихітні пристрої, які запам’ятовують та обробляють інформацію подібно до нейронів головного мозку.
Читайте також:
Революція в мікроелектроніці. Новий наноматеріал виробляє електроенергію ефективніше зі зменшенням розмірів Така технологія відкриває широкі перспективи для створення інтелектуальної та адаптивної електроніки наступного покоління, малопотужних периферійних обчислень, інтерактивних медичних систем моніторингу та інтелектуальних роботів.
Натхненням для команди стали живі організми — наприклад, восьминоги, чия нервова система розподілена по щупальцях, що дозволяє їм локально обробляти сенсорну інформацію без залучення мозку.
Однак, на відміну від наявних макро- чи мікроплатформ, дослідники з MIT зменшили пристрій до нанорозміру, де навіть найменші механічні зміни призводять до суттєвих і корисних змін властивостей матеріалу. Щоб уникнути ефекту злипання поверхонь, між двома металевими електродами розмістили найтоншу плівку з м’якого полімеру — полідиметилсилоксану (ПДМС). Цей матеріал діє як «нанопружина», забезпечуючи контрольовану та зворотну наномеханічну перебудову.
Завдяки в’язкопружним властивостям ПДМС після стиснення потребує часу для повернення до початкового стану, що дозволяє пристрою динамічно запам’ятовувати історію прикладених сил і перетворювати її на електричний відгук.
Під час експериментів дослідники продемонстрували роботу штучного нейрона: у міру подачі напруги пристрій поступово стискає полімер, накопичуючи «стимул», а після досягнення порогового значення спрацьовує і повертається до початкового стану. Поєднання пам’яті та обчислювальних потужностей в одному нанопристрої без складних зовнішніх схем забезпечує рекордну енергоефективність. У майбутньому команда планує розширити цю роботу, зосередившись на створенні інтегрованих сенсорних технологій, «розумних» протезів і медичних пластирів із низьким енергоспоживанням.
Читайте також:
Електроніка майбутнього. У Принстоні створили напівпровідник, що програмується світлом
