Новый тип транзистора разработан в Гарварде

Специалисты в области материаловедения из Гарвардской школы SEAS (School of Engineering and Applied Sciences) создали новый тип транзистора, имитирующий поведение синапса (структура человеческого мозга, обеспечивающая передачу нервного импульса с нервного волокна на какую-либо другую нервную клетку или нервное волокно).

Используя необычные свойства современных материалов, это устройство модулирует поток информации и, одновременно, физически адаптируется к изменяющимся сигналам. Подробная информация о достижении опубликована на страницах научного журнала Nature Communications. Эта разработка может означать новую ступень развития технологий искусственного интеллекта, на которой способности к познанию обеспечиваются не программным алгоритмом, но самой архитектурой компьютера.

В биологическом синапсе за изменение качества соединения отвечают ионы кальция и рецепторы, в его синтетической версии подобная адаптируемость достигается с помощью ионов кислорода. При возникновении разности потенциалов эти ионы входят и выходят из кристаллической решетки очень тонкой (80 нм) пленки никелата самария.

Изменение концентрации ионов в никелате увеличивает или уменьшает его проводимость, т.е. способность переносить информацию в форме электрического тока. Как и в настоящем синапсе, сила соединения определяется задержкой времени в электрическом сигнале.

Структурно, устройство состоит из полупроводящего никелата, зажатого между двумя платиновыми электродами, к которому прилегает небольшой резервуар ионной жидкости. Внешний умножитель преобразует задержку в прирост напряжения, прилагаемого к ионной жидкости и создающего электрическое поле, которое направляет ионы в никелат или выводит их из него. Вся эта конструкция в длину имеет лишь около нескольких сот микрон и встроена в кремниевый чип.

Изменение проводимости происходит непрерывно, то есть, такой синаптический транзистор является аналоговым и не ограничен бинарной системой нулей и единиц. Это существенное преимущество по сравнению с традиционными транзисторами. Еще одним полезным качеством нового устройства является его энергонезависимость - или способность сохранять состояние при отключенном энергоснабжении.

Коллектив разрабочиков, вместе с экспертами в области микрожидкостных технологий, планирует экспериментально определить предельные рабочие характеристики, возможные для такого "жидкостного транзистора". Кроме того, он получил грант Национальной академии наук на исследование интеграции синаптических транзисторов в биомиметические схемы.

i-mash.ru