ساخت ماده‌ای که از مغز تقلید میکند
این ماده با کپی کردن سیناپس‌های نورون سبب میشود یادگیری در خواب عمیق اتفاق بیفتد. محققان دانشگاه UAB اسپانیا این ماده مغناطیسی را با نوعی از رایانش به نام رایانش نورومورفیک ابداع کرده اند.
رایانش نورمورفیک نوعی از کانسپ رایانش است که با استفاده از نورون‌های مصنوعی رفتار مغز و قابلیت‌های سیناپتیک (سیگنال‌های ارتباطی نورون های) آن را تقلید میکند.
براساس پژوهش، یکی از تقلید‌های عملکرد مغز، انعطاف‌پذیری عصبی است که به توانایی ذخیره یا فراموش کردن اطلاعات بسته به مدت زمان و تکرار تکانه‌های الکتریکی که نورون‌ها را تحریک می‌کنند، اطلاق میشود. این شکل از انعطاف‌پذیری با حافظه و یادگیری در مغز مرتبط است.
محققان ماده خاصی کشف کردند که سیناپس‌های نورون را تقلید میکند. این مواد شامل مواد مقاومت حافظه‌دار (حافظه الکترونیکی)، فروالکتریک، مواد حافظه‌ای تغییر حالت دهنده، عایق‌های توپولوژیکی و مواد مغناطیسی یونی هستند. آن‌ها متوجه شدند مواد مغناطیسی-یونی جدیدترین مواد هستند و در نتیجه تغییراتی در ویژگی‌های مغناطیسی تشکیل میشوند که با حرکات یون‌ها یا اتم‌ها داخل ماده تولید میشوند.
این حرکات با ایجاد یک میدان الکتریکی در یون‌ها ایجاد میشود. محققان می‌دانند در مواد مغناطیسی-یونی چگونه هنگام اعمال میدان الکتریکی، مغناطیس کنترل میشود. اما کنترل پیشروی خواص مغناطیسی هنگامی که ولتاژ متوقف میشود، کار سختی است. این امر تقلید از عملکرد مغز را دشوار میکند، مانند فرآیند یادگیری که حتی زمانی که مغز در خواب عمیق است و هیچ تحریک خارجی ندارد، اتفاق می‌افتد.
محققان به رهبری جوردی سورت و انریک منندز با همکای انستیتو نانوساینس و نانو تکنولوژی کاتالان و ICMAB این پژوهش را انجام دادند. محققان روشی نوین برای کنترل تکامل مغناطیسی سازی در وضعیت‌های تحریک شده و پس از تحریک مغز پیشنهاد کردند.
ماده جدید تولید شد و یک لایه نازک از مونو نیترید کبالت (CoN) روی آن وجود داشت. هنگامیکه یک میدان مغناطیسی ایجاد شد ساختار یون‌های نیتروژن در خط بین لایه و الکترولیت مایع قابل کنترل شد. سورت در این باره می‌گوید: ماده جدید با حرکات یون‌های کنترل شده توسط ولتاژ الکتریکی مانند مغز انسان کنترل میشود. سرعت این فرایند مشابه سرعت تولید شده در نورون ها، در حد چند میلیونم ثانیه است.
او در ادامه گفت: ما یک سیناپس مصنوعی ایجاد کردیم که ممکن است در آینده مبنایی برای یک الگوی رایانشی جدید باشد که جایگزین سیناپس‌هایی شود که در رایانه‌های فعلی به کار می‌روند.
نتایج این تحقیق درباره مواد فرصت‌های بی شماری برای عملکرد‌های رایانشی نورومورفیک باز میکند و با استفاده از شبکه‌های عصبی ادراک، یادگیری و حافظه را کارآمدتر میکند.
براساس پژوهش، یکی از تقلید‌های عملکرد مغز، انعطاف‌پذیری عصبی است که به توانایی ذخیره یا فراموش کردن اطلاعات بسته به مدت زمان و تکرار تکانه‌های الکتریکی که نورون‌ها را تحریک می‌کنند، اطلاق میشود. این شکل از انعطاف‌پذیری با حافظه و یادگیری در مغز مرتبط است.
محققان ماده خاصی کشف کردند که سیناپس‌های نورون را تقلید میکند. این مواد شامل مواد مقاومت حافظه‌دار (حافظه الکترونیکی)، فروالکتریک، مواد حافظه‌ای تغییر حالت دهنده، عایق‌های توپولوژیکی و مواد مغناطیسی یونی هستند. آن‌ها متوجه شدند مواد مغناطیسی-یونی جدیدترین مواد هستند و در نتیجه تغییراتی در ویژگی‌های مغناطیسی تشکیل میشوند که با حرکات یون‌ها یا اتم‌ها داخل ماده تولید میشوند.
این حرکات با ایجاد یک میدان الکتریکی در یون‌ها ایجاد میشود. محققان می‌دانند در مواد مغناطیسی-یونی چگونه هنگام اعمال میدان الکتریکی، مغناطیس کنترل میشود. اما کنترل پیشروی خواص مغناطیسی هنگامی که ولتاژ متوقف میشود، کار سختی است. این امر تقلید از عملکرد مغز را دشوار میکند، مانند فرآیند یادگیری که حتی زمانی که مغز در خواب عمیق است و هیچ تحریک خارجی ندارد، اتفاق می‌افتد.
محققان به رهبری جوردی سورت و انریک منندز با همکای انستیتو نانوساینس و نانو تکنولوژی کاتالان و ICMAB این پژوهش را انجام دادند. محققان روشی نوین برای کنترل تکامل مغناطیسی سازی در وضعیت‌های تحریک شده و پس از تحریک مغز پیشنهاد کردند.
ماده جدید تولید شد و یک لایه نازک از مونو نیترید کبالت (CoN) روی آن وجود داشت. هنگامیکه یک میدان مغناطیسی ایجاد شد ساختار یون‌های نیتروژن در خط بین لایه و الکترولیت مایع قابل کنترل شد. سورت در این باره می‌گوید: ماده جدید با حرکات یون‌های کنترل شده توسط ولتاژ الکتریکی مانند مغز انسان کنترل میشود. سرعت این فرایند مشابه سرعت تولید شده در نورون ها، در حد چند میلیونم ثانیه است.
او در ادامه گفت: ما یک سیناپس مصنوعی ایجاد کردیم که ممکن است در آینده مبنایی برای یک الگوی رایانشی جدید باشد که جایگزین سیناپس‌هایی شود که در رایانه‌های فعلی به کار می‌روند.
نتایج این تحقیق درباره مواد فرصت‌های بی شماری برای عملکرد‌های رایانشی نورومورفیک باز میکند و با استفاده از شبکه‌های عصبی ادراک، یادگیری و حافظه را کارآمدتر میکند.
