ابداع ماده ای که از مغز تقلید می نماید - وبلاگ هاپرسین

به گزارش وبلاگ هاپرسین به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، این ماده با کپی کردن سیناپس های نورون سبب می گردد یادگیری در خواب عمیق اتفاق بیفتد. محققان دانشگاه UAB اسپانیا این ماده مغناطیسی را با نوعی از رایانش به نام رایانش نورومورفیک ابداع نموده اند.

رایانش نورمورفیک نوعی از کانسپ رایانش است که با استفاده از نورون های مصنوعی رفتار مغز و قابلیت های سیناپتیک (سیگنال های ارتباطی نورون های) آن را تقلید می نماید.

براساس پژوهش، یکی از تقلیدهای عملکرد مغز، انعطاف پذیری عصبی است که به توانایی ذخیره یا فراموش کردن اطلاعات بسته به مدت زمان و تکرار تکانه های الکتریکی که نورون ها را تحریک می نمایند، اطلاق می گردد. این شکل از انعطاف پذیری با حافظه و یادگیری در مغز مرتبط است.

محققان ماده خاصی کشف کردند که سیناپس های نورون را تقلید می نماید. این مواد شامل مواد مقاومت حافظه دار (حافظه الکترونیکی)، فروالکتریک، مواد حافظه ای تغییر حالت دهنده، عایق های توپولوژیکی و مواد مغناطیسی یونی هستند. آنها متوجه شدند مواد مغناطیسی-یونی نوترین مواد هستند و در نتیجه تغییراتی در ویژگی های مغناطیسی تشکیل می شوند که با حرکات یون ها یا اتم ها داخل ماده فراوری می شوند.

این حرکات با ایجاد یک میدان الکتریکی در یون ها ایجاد می گردد. محققان می دانند در مواد مغناطیسی-یونی چگونه هنگام اعمال میدان الکتریکی، مغناطیس کنترل می گردد. اما کنترل پیشروی خواص مغناطیسی هنگامی که ولتاژ متوقف می گردد، کار سختی است. این امر تقلید از عملکرد مغز را سخت می نماید، مانند فرآیند یادگیری که حتی زمانی که مغز در خواب عمیق است و هیچ تحریک خارجی ندارد، اتفاق می افتد.

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 شرایط های تحریک شده و پس از تحریک مغز پیشنهاد کردند.

ماده نو فراوری شد و یک لایه نازک از مونو نیترید کبالت (CoN) روی آن وجود داشت. هنگامیکه یک میدان مغناطیسی ایجاد شد ساختار یون های نیتروژن در خط بین لایه و الکترولیت مایع قابل کنترل شد. سورت در این باره می گوید: ماده نو با حرکات یون های کنترل شده به وسیله ولتاژ الکتریکی مانند مغز انسان کنترل می گردد. سرعت این فرایند مشابه سرعت فراوری 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 نو باشد که جایگزین سیناپس هایی گردد که در رایانه های فعلی به کار می روند.

نتایج این تحقیق درباره مواد فرصت های بی شماری برای عملکردهای رایانشی نورومورفیک باز می نماید و با استفاده از شبکه های عصبی ادراک، یادگیری و حافظه را کارآمدتر می نماید.