Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Myung-Jay Lee von der Forschungsgruppe Intelligente Geräte und Systeme am DGIST hat ein künstliches synaptisches Gerät entwickelt, das die Funktion von Nervenzellen (Neuronen) und Synapsen nachahmt, die für das Gedächtnis im menschlichen Gehirn verantwortlich sind. Synapsen sind die Treffpunkte von Axonen und Dendriten, die es Neuronen im menschlichen Gehirn ermöglichen, Nervensignale zu senden und zu empfangen. Es ist bekannt, dass es im menschlichen Gehirn Hunderte von Billionen Synapsen gibt.
Dr. Lees Gruppe hat ein hochzuverlässiges künstliches synaptisches Gerät entwickelt, indem Tantaloxid, ein seltenes Metall, in zwei Schichten aus Ta2O5-x und TaO2-x aufgetragen und seine Oberfläche manipuliert wurde.
Künstliche Synapsen: der Weg zu einem künstlichen Gehirn
Die von Wissenschaftlern entwickelte künstliche Synapse ist ein elektrisches Gerät, das die Funktion von Synapsen im Gehirn nachahmt, wenn der Widerstand in der Tantaloxidschicht in Abhängigkeit von der Stärke der elektrischen Signale allmählich zunimmt oder abnimmt. Es gelang ihnen, die Einschränkungen bestehender Geräte zu überwinden, indem sie den Strom in einer einzigen Ta2O5-x-Schicht verteilten.
Den Wissenschaftlern gelang es auch, ein Experiment durchzuführen, bei dem die Plastizität der Synapse reproduziert wurde - tatsächlich der Prozess des Erzeugens, Speicherns und Löschens von Erinnerungen durch langfristige Stärkung oder Unterdrückung des Gedächtnisses durch Anpassen der Synapsenverbindung zwischen Neuronen.
Das von Wissenschaftlern entwickelte Gerät kann aufgrund der Parallelverarbeitungsfunktionen bei geringem Stromverbrauch in Geräten mit extrem geringem Stromverbrauch oder in Schaltkreisen zur Verarbeitung großer Datenmengen verwendet werden. Dies wird sich in Bereichen der Technologie wie künstlicher Intelligenz, maschinellem und tiefem Lernen sowie Gehirnimplantaten als nützlich erweisen.
Ilya Khel
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