Home » Știință » Materialele 2D ar putea fi folosite pentru a simula sinapsele creierului uman în computere

Materialele 2D ar putea fi folosite pentru a simula sinapsele creierului uman în computere

Publicat: 05.02.2022

Cercetătorii de la KTH Royal Institute of Technology și de la Universitatea Stanford au fabricat materialele 2D pentru componente de computer care permit viabilitatea comercială a computerelor care imită creierul uman.

Componentele de memorie cu acces aleatoriu electrochimic (ECRAM) realizate cu carbură de titan 2D au arătat un potențial extraordinar pentru completarea tehnologiei clasice a tranzistorilor și pentru contribuția la comercializarea computerelor puternice care sunt modelate după rețeaua neuronală a creierului, scrie Tech Xplore.

Astfel de computere neuromorfe realizate cu materialele 2D pot fi de mii de ori mai eficiente din punct de vedere energetic decât computerele de astăzi.

Componenta care ar putea înlocui tranzistorii

Aceste progrese în calcul sunt posibile datorită unor diferențe fundamentale dintre arhitectura clasică de calcul utilizată astăzi și ECRAM, o componentă care acționează ca un fel de celulă sinaptică într-o rețea neuronală artificială, spune profesorul Max Hamedi.

În loc de tranzistori care sunt fie porniți, fie opriți și nevoia ca informațiile să fie transportate înainte și înapoi între procesor și memorie, aceste noi computere se bazează pe componente care pot avea mai multe stări și pot efectua calcule în memorie”, spune Hamedi.

Oamenii de știință de la KTH și Stanford s-au concentrat pe testarea unor materiale mai bune pentru construirea unui ECRAM, o componentă în care comutarea are loc prin inserarea ionilor într-un canal de oxidare, în mod similar cu creierul nostru care, de asemenea, folosește ioni.

Ceea ce a fost necesar pentru a face materialele 2D viabile comercial sunt materialele care depășesc cinetica lentă a oxizilor metalici și stabilitatea slabă la temperatură a materialelor plastice.

Materialele 2D pot revoluționa industria computerelor

Materialul cheie din unitățile ECRAM pe care le-au fabricat cercetătorii este denumit MXene, un compus bidimensional (2D), cu grosimea de doar câțiva atomi, constând din carbură de titan. MXene combină viteza mare a chimiei organice cu compatibilitatea de integrare a materialelor anorganice într-un singur dispozitiv care funcționează la intersecția dintre electrochimie și electronică, spune Hamedi.

Profesorul Alberto Salleo, de la Universitatea Stanford, spune că ECRAM-urile MXene combină viteza, liniaritatea, zgomotul de scriere, energia de comutare și metricile de anduranță esențiale pentru accelerarea paralelă a rețelelor neuronale artificiale.

„MXene reprezintă o familie de materiale interesantă pentru această aplicație specială, deoarece combină stabilitatea temperaturii necesară pentru integrarea cu electronicele convenționale cu disponibilitatea unui spațiu vast de compoziție pentru a optimiza performanța”, spune Salleo.

În timp ce există multe alte bariere de depășit înainte ca consumatorii să-și poată cumpăra propriile computere neuromorfe, Hamedi spune că ECRAM-urile 2D reprezintă o evoluție majoră, cel puțin în domeniul materialelor neuromorfe; aceasta poate duce la inteligența artificială care se poate adapta la inputuri și nuanțe confuze, așa cum creierul nostru o face cu un consum de energie de mii de ori mai mic.

Acest lucru poate permite, de asemenea, realizare de dispozitive portabile capabile de sarcini de calcul mult mai complicate, fără a fi nevoie ca acestea să se bazeze pe cloud.

Cercetarea a fost publicată în Advanced Functional Materials.

Vă recomandăm să citiți și:

Acvariul care le permite peștilor „să meargă pe uscat”, creat de cercetătorii israelieni

Calculele arată că o super-inteligență artificială va fi imposibil de controlat

Inginerii proiectează un robot autonom care poate deschide ușile și poate găsi cea mai apropiată priză

Un material alcătuit în totalitate din electroni, creat de oamenii de știință. A fost teoretizat în urmă cu 90 de ani

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
O stea care orbitează gaura neagră a Căii Lactee cu 8% din viteza luminii îi uimește pe astronomi
O stea care orbitează gaura neagră a Căii Lactee cu 8% din viteza luminii îi uimește pe astronomi
O rachetă SpaceX se va prăbuși pe Lună, iar oamenii de știință nu sunt siguri la ce să se aștepte
O rachetă SpaceX se va prăbuși pe Lună, iar oamenii de știință nu sunt siguri la ce să se aștepte
Primul asteroid cu trei capete descoperit în Sistemul Solar are și o mică lună
Primul asteroid cu trei capete descoperit în Sistemul Solar are și o mică lună
Inegalitatea prezice urmările unei pandemii mai bine decât pregătirea tehnică, arată un studiu
Inegalitatea prezice urmările unei pandemii mai bine decât pregătirea tehnică, arată un studiu
Ce se întâmplă când respiri adânc? Tehnica ar putea avea un alt efect decât cel la care te aștepți!
Ce se întâmplă când respiri adânc? Tehnica ar putea avea un alt efect decât cel la care te aștepți!
Cercetătorii au „deblocat” magnetismul „ascuns” într-un material ultrasubțire pentru a crea memorii mai rapide
Cercetătorii au „deblocat” magnetismul „ascuns” într-un material ultrasubțire pentru a crea memorii mai rapide
Visele consumă mai multă energie decât credeam. Ce este paradoxul somnului REM?
Visele consumă mai multă energie decât credeam. Ce este paradoxul somnului REM?
Două stele în jurul cărora ar exista sfere Dyson au fost analizate cu Telescopul Spațial James Webb
Două stele în jurul cărora ar exista sfere Dyson au fost analizate cu Telescopul Spațial James Webb
Un tânăr a devenit viral după ce a început să curețe voluntar graffiti-urile de pe clădirile istorice din Roma
Un tânăr a devenit viral după ce a început să curețe voluntar graffiti-urile de pe clădirile istorice din Roma
De ce este bine să limităm consumul de zahăr înainte de vârsta de 2 ani?
De ce este bine să limităm consumul de zahăr înainte de vârsta de 2 ani?
Căldură intensă în România în următoarele zile: care vor fi județele cele mai afectate?
Căldură intensă în România în următoarele zile: care vor fi județele cele mai afectate?
Ziua care a marcat decisiv istoria lumii: Hitler a devenit Führer
Ziua care a marcat decisiv istoria lumii: Hitler a devenit Führer
Amazon și Nvidia, în competiție directă pe piața cipurilor de Inteligență Artificială
Amazon și Nvidia, în competiție directă pe piața cipurilor de Inteligență Artificială
Atenție la anunțurile de împrumuturi de pe Facebook și WhatsApp. Ce se poate întâmpla?
Atenție la anunțurile de împrumuturi de pe Facebook și WhatsApp. Ce se poate întâmpla?
O vacanță s-a transformat în coșmar pentru o femeie după ce a fost mușcată de căpușă
O vacanță s-a transformat în coșmar pentru o femeie după ce a fost mușcată de căpușă
Vânzările au început să scadă pentru cel mai mare producător auto din lume
Vânzările au început să scadă pentru cel mai mare producător auto din lume
Criza invizibilă a somnului la angajați cu vârste peste 50 de ani: cum este afectată sănătatea de stresul de la muncă?
Criza invizibilă a somnului la angajați cu vârste peste 50 de ani: cum este afectată sănătatea de stresul de la muncă?
O tradiție ritualică, veche de 25.000 de ani, ascunsă sub podeaua unei peșteri bizare
O tradiție ritualică, veche de 25.000 de ani, ascunsă sub podeaua unei peșteri bizare