×
Электронная память еще на шаг приближает к бионическому мозгу

Исследователи из Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) и Университета Калифорнии в Санта-Барбаре утверждают, что, используя наноразмерные матрицы так называемых мемристоров, построили первую в мире электронную ячейку памяти, которая эффективно имитирует аналоговые процессы человеческого мозга.

 

То есть при хранении информации используются не коллекции нулей и единиц, а мультизадачные потоки памяти, как в человеческом мозге.

Ученые считают, что это устройство может оказаться первым шагом к созданию полностью искусственного бионического мозга.

 

Научно-исследовательский центр в RMIT может помочь не только в осуществлении прорыва в понимании многих аспектов человеческого мозга в электронном виде, но и вылечить все заболевания головного мозга, от неврологических, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, до рака головного мозга, попросту меняя пораженные участки мозга на бионические части. В конце концов, даже кибернетические имплантаты могут разрабатываться с учетом этой технологии.

 

«Мы пришли к созданию электронного мозга как системы с памятью, которая учится и запоминает аналоговую информацию и позволяет быстро получать доступ к ее использованию, – говорит д-р Шарат Шрирам (Sharath Sriram), один из лидеров в RMIT. – Человеческий мозг – это чрезвычайно сложный аналоговый компьютер. Его эволюция основана на предыдущем опыте, и до сих пор эта функциональность не могла адекватно воспроизводиться с помощью цифровых технологий».


В мемристорах (сокращение термина «резистор памяти») используемые электронные компоненты выдают электрическое сопротивление не постоянным током, как у стандартных резисторов, а «током по запросу». Другими словами, мемристор «помнит» направление и величину электроэнергии, которая применялась к нему. Энергонезависимая память сохраняет это знание, даже когда не включена, пока не получит обновление током, изменив свою структуру. В этом плане мемристоры похожи на нейроны головного мозга, потому что информация, содержащаяся на них, имеет два понятия: «выключено» или «обновляется». Если структура работает, она постоянно обновляется. Если нет, то помнит обновление.

 

«Мы уже вводим контролируемые неисправности или дефекты в материал наряду с добавлением металлических атомов оксида, который раскрывает весь потенциал эффекта мемристоров. Эксперименты показали, что поведение элемента памяти является зависимым от его прошлого опыта, – добавляет д-р Хусейн Нили (Hussein Nili), ведущий автор исследования. – Возможность создания ультрабыстрых клеток высокой плотности в аналоговой памяти прокладывает путь для имитации сложных биологических нейронных сетей».

 

В текущих опытах используется ультратонкая пленка оксидного материала, который в 10 000 раз тоньше человеческого волоса. Его используют для создания наноультрабыстрых компонентов памяти. Эти компоненты памяти в настоящее время составляют основу аналогового запоминающего устройства. Они могут стать элементом, необходимым для эмуляции сложного искусственного интеллекта. То есть создать сеть, которая и нужна в конечном итоге для создания бионического мозга.

 

Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.

 

Автор: Степан Мазур