Нове дослідження провели в Інституті Бернала університету Лімеріка (англ. University of Limerick’s, UL) в Ірландії. Міжнародна група вчених створила тип органічного матеріалу, який вчиться на своїй поведінці. Також, як це робить мозок.
Вчені створили шар молекул товщиною два нанометри. Для порівняння, це в 50 000 разів тонше волосся. Його особливість в тому, що він має здатність запам’ятовувати події в міру проходження електронів. У підсумку, ймовірність перемикання і значення станів включення / вимикання постійно змінюється в молекулярному матеріалі. Саме це забезпечує революційну альтернативу звичайним цифровим перемикачам на основі кремнію, які можуть бути або включеними, або вимкненими.
Дослідницька група продемонструвала нові матеріали та їх властивості, використовуючи електричні вимірювання.
Поєднуючи швидкий перенос електронів з повільнішим зв’язуванням протонів, обмеженим дифузією, вчені імітували нову динамічну поведінку синапсів на молекулярному рівні. Аналогічно працюють іони кальцію або нейромедіатори, пояснюють автори в статті.
Особливість іонів кальцію в тому, що вони відіграють важливу роль при передачі нервових імпульсів, скорочені м’язів, беруть участь в процесі згортання крові. А крім того, є кофакторами багатьох ферментних реакцій. Патологи часто використовують визначення рівня кальцію для проведення діагностично та прогностично значущих тестів.
- На знімку ділянки мозку в рекордних деталях знайшли “нетрадиційні нейрони
- Прийом вітамінів С, D і цинку не впливає на ризик смертності від коронавірусу
Унікальна “поведінка” матеріалу також відображає всі функції математичної логіки, необхідні для глибокого навчання — підмножини машинного навчання в рамках штучного інтелекту.
Виявилося, що матеріал успішно імітував синаптичну поведінку Павлова, схожу на “стимул і відповідь”. Нагадаємо, Іван Петрович Павлов, фізіолог і лауреат Нобелівської премії, виявив, що собак та інших тварин можна змусити мимоволі реагувати на винагороду, що стало ідеологією класичної обумовленості.
У підсумку, вченим вдалося імітувати пластичність синаптичних нейронних з’єднань. Саме там відбувається передача електричних нервових імпульсів між двома нейронами. Дослідники давно знають, що кремнієва технологія працює зовсім інакше, ніж мозок. Саме тому вчені використовували нові типи електронних матеріалів на основі м’яких молекул для імітації комп’ютерних мереж, подібних до мозку.
Дослідники згадали, що метод і новий матеріал стане в нагоді для роботи динамічних молекулярних систем, які будуть керуватися іншими стимулами в майбутньому, наприклад, світлом. Розробка дозволить футуристичним (поки) матеріалам майбутнього змінювати пластичність, запам’ятовувати і приймати форму інших об’єктів.