Нов вид транзистор имитира работата на синапсите в нервната тъкан

Нов тип транзистор имитира работата на синапсите в нервната тъкан на човешкия мозък
(снимка: CC0 Public Domain)

Френски откриватели създават нов тип транзистор, предопределен да играе ролята на „ силициев мозък ” – той може тъкмо да имитира работата на синапсите в нервната система на индивида.

Транзисторът, основан от учените в центъра CEA-Leti, има към 50 положения, вместо две както в актуалната цифрова електроника. „ Аналоговият ” транзистор имитира работата на синапсите в нервната тъкан на човешкия мозък, при съвсем същите сила и скорост. С такива транзистори могат да се изградят невронни процесори от ново потомство с впечатляващи благоприятни условия.

Френската разработка се приближава най-вече до симулирането на метода, по който взаимодействат мозъчните неврони, споделят учените от CEA-Leti. Транзисторът е дребен като синапс, употребява същото количество сила и работи на същия принцип – не се превключва от един подтик, а след идване на сериозна маса от сигнали.

Синапсът не реагира на обособени нервни импулси. За да се задейства сигнал по-нататък в невронната мрежа, са нужни голям брой стимулиращи реакции в синапсите. Само тогава съответен неврон ще задейства капацитет в своята мрежа от дендрити, с цел да съобщи информация на други неврони, свързани с него.
още по темата
Друго подобие сред новия транзистор и синапса е, че и двата са йонни. Транзисторът се възползва от същата електрохимична реакция като синапса. Каналът на транзистора се състои от титанов оксид, през който минават литиевите йони. В взаимозависимост от техния брой, те трансформират електронната проводимост на канала. Транзисторът употребява 1 fJ/µm2, същото количество сила като синапса – това е 100 пъти по-малко в сравнение с при усъвършенстваната резистивна памет.

Дебелината на транзистора е единствено 200 нм, а броят на циклите на превключване е повече от 100 000. Изследователите са усвоили метод за основаване на масиви от транзистори върху 200-нм силициеви пластини, употребявайки общоприети CMOS-съвместими индустриални процеси.

Транзисторните матрици са изпитани на място в лабораторията с еталонния MNIST тест за различаване на изображения и се показват добре. Но пред учените има още доста работа, с цел да потвърдят жизнеспособността на концепцията за създаване на невронни чипове въз основата на такива транзистори.

„ Всички тези детайли са обнадеждаващи, само че ние сме единствено в първите стадии от процеса на оценка. Трябва да продължим да развиваме транзистора до зрялост и да предоставим задълбочена оценка на неговата устойчивост и надеждност ”, споделя един от учените в изследователския екип на CEA-Leti.