نانوابزاری شبیه سلول‌های مغز انسان، جایگزین ترانزیستور در ادوات محاسباتی می‌شود

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، در شماره ماه سپتامبر مجله نیچر، مقاله‌ای توسط محققان دانشگاه تگزاس به چاپ رسیده که در آن جزئیات مربوط به ساخت یک نانوابزار جدید درج شده است، نانوابزاری که مشابه سلول‌های مغز انسان عمل می‌کند. علاوه‌بر این، محققان نشان دادند که می‌توان این سلول‌های مصنوعی مغز را به هم متصل کرد و شبکه‌های پیچیده‌ای را تشکیل داد که می‌توانند مشکلات را به روشی مانند مغز حل کنند.

آر. استنلی ویلیامز نویسنده ارشد این تحقیق گفت: «این اولین مطالعه است که در آن دستگاهی در مقیاس نانو ساخته شده که عملکرد نورون را تقلید می‌کند، نانوابزاری که می‌تواند جای صد‌ها ترانزیستور را بگیرد. ما همچنین توانستیم با موفقیت از شبکه‌های عصبی مصنوعی خود برای حل مسائل دنیای واقعی استفاده کنیم، مسائلی که حتی برای پیشرفته‌ترین فناوری‌های دیجیتال نیز از نظر محاسبات بسیار سنگین و پیچیده محسوب می‌شود.»

به ‌طور ویژه، محققان نشان دادند که این سیستم الهام گرفته از مغز انسان، قادر به تشخیص جهش‌های احتمالی در ویروس‌ها است که این برای اطمینان از کارایی واکسن‌ها و دارو‌ها برای عوامل بیماری‌زایی که تنوع ژنتیکی دارند بسیار مهم است.

طی یک دهه گذشته، فناوری‌های دیجیتال کوچک‌تر و سریع‌تر شده‌اند که این امر بیشتر به ‌دلیل توسعه فناوری ترانزیستور است. با این‌حال، این اجزا مهم مدار‌های الکترونیکی به‌ سرعت در حال نزدیک شدن به نقطه محدودیت فیزیکی کوچک‌تر شدن هستند و تلاش جهانی برای یافتن نوع جدیدی از فناوری که جایگزین ترانزیستور شود، در حال انجام است.

برای ساخت واحد‌های سازنده مغز و نورون، محققان یک دستگاه مصنوعی نانومقیاس ساختند که دارای لایه‌هایی از مواد مختلف آلی است که هر کدام عملکرد منحصر به ‌فردی دارند. با این حال، آن‌ها می‌گویند که جادوی واقعی در لایه نازک ساخته شده از ترکیب دی‌اکسید نیوبیم است.

زمانی که ولتاژ کمی به این منطقه وارد شود، دمای آن شروع به افزایش می‌کند. اما وقتی دما به مقدار بحرانی رسید، دی‌اکسید نیوبیم با تغییر سریع، از عایق به هادی تبدیل می‌شود. با شروع جریان، دما کم شده و دی‌اکسید نیوبیوم دوباره عایق می‌شود. با این کار پالس جریانی شبیه به جریان‌های مغز ایجاد می‌شود.