Neue Transistoren mimischen menschlichen Gehirns Synapsen

Ein neue Transistor entwickelt, um Strukturen im menschlichen Gehirn imitieren den Weg für eine immer effizientere Computersysteme ebnen könnte, die Menschen "" wie denken", sagen die Wissenschaftler.

Der Transistor ist das erste, ein wichtigen Prozesses von Gehirnzellen oder Neuronen, verwendet, wenn die Zellen miteinander signalisieren zu imitieren.

Ziel ist es, Nanometer-Maßstab Schaltungskomponenten erstellen, die in Neuron inspirierten Computern verwendet werden kann, sagte Physiker und Studie Autor Dominique Vuillaume von Institut für Elektronik, Mikroelektronik und Nanotechnologie in Frankreich.

Solche Computer wäre nützlich für Aufgaben, die traditionelle Computer sind nicht sehr gut, vor allem Bildverarbeitung und Anerkennung, sagte Vuillaume.

Transistoren sind die Bausteine der Elektronik. Sie ermöglichen die Kontrolle über den elektrischen Strom, der durch eine Schaltung durch Verstärkung oder Schaltstrom ein- und ausschalten.

Synaptische Transistoren

Ebenso ist die Synapse, eine kleine Lücke zwischen den benachbarten Neuronen eine entscheidende Komponente des Gehirns. Das Neuron überträgt einen kleinen elektrischen Impuls entlang seiner Länge, die Freisetzung von Chemikalien in der Synapse Neurotransmitter genannt auslösen. Die Neurotransmitter durchqueren die Synaptic Lücke und Trigger eine Antwort in der benachbarten Nervenzelle.

Das Timing der elektrischen Impulse kann bestimmen, wie groß eine chemische Signal wird gesendet. In einigen Neuronen wiederholt Stimulationen Erträge stärkere, oder erleichterten, Zündungen.

In anderen Fällen entlocken mehrere Stimulationen schwächere oder depressive, Antworten. Diese Anpassungen, bekannt als kurzfristige Plastizität geschieht innerhalb von Millisekunden.

Vorherigen Mock-neuronale Netze müssen mindestens sieben Transistoren, kurzfristige Plastizität zu replizieren. Der neue Transistor, die Nanopartikel organischen Speicher Feldeffekt - Transistor oder NOMFET genannt, kurz, tut es mit nur einem.

Das ist wichtig, weil kleiner und flexibler die Transistoren, die billiger und einfacher wird es sein zu Tausenden von wenigen künstlichen Synapsen skalieren, Vuillaume sagte.

NOMFET

Um NOMFET zu bauen, platziert Vuillaume und sein Team gold-Nanopartikel in einer Mulde zwischen zwei Elektroden. Die Partikel, nur fünf bis 20 Nanometer breit, waren bedeckt mit einer sehr dünnen Schicht von einer Substanz namens Pentacene, die Elektrizität. leitet

Positive Ladungen genannt "Löcher", die durch fehlende Elektronen in den Pentacene erstellt werden, übertragen die aktuelle über dieses Tal verstreuten Gold.

Bei jeder Spannungseingang einige Löcher durch das Gold vorübergehend gefangen sind, und dadurch ändert sich die elektrische Leistung des Transistors. Abhängig von den Spannungen verwendet kann NOMFET entweder schwächer oder stärker Ergebnisse – genau wie menschlichen Neuronen in kurzfristige Plastizität erzeugen.

Durch diese Anpassungsfähigkeit ist NOMFET flexibler als herkömmliche Transistoren, sagen die Forscher.

Die Forschung sagte "auf jeden Fall ein interessantes und gut durchdachtes Werk," Physiker Massimiliano Di Ventra von der University of California, San Diego, der nicht an der Studie beteiligt war.

Der nächste Schritt Vuillaume sei, mehrere NOMFET Transistoren zusammen um zu sehen, wie eng sie ungefähre real neuronale Schaltkreise zu kombinieren.

Die Forschung ist in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials dargestellt.

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