Metaliczna sieć nanoprzewodów o funkcjach podobnych do mózgu. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Metalowa sieć nanoprzewodów o cechach przypominających mózg

30.12.2019

Międzynarodowemu zespołowi badawczemu kierowanemu przez Narodowy Instytut Nauki o Materiałach (Japonia) udało się stworzyć sieć neuromorficzną złożoną z licznych nanodrutów metalicznych. Korzystając z tej sieci, zespół był w stanie stworzyć cechy elektryczne podobne do tych związanych z funkcjami mózgu wyższego rzędu unikalnymi dla ludzi, takimi jak zapamiętywanie, uczenie się, zapominanie, bycie czujnym i powracanie do spokoju. Następnie zespół odkrył mechanizmy, które wyzwalają te cechy elektryczne.

Rozwój technik sztucznej inteligencji (AI) w ostatnich latach postępuje bardzo szybko i zaczyna wpływać na nasze życie na różne sposoby. Chociaż sztuczna inteligencja przetwarza informacje w podobny sposób jak ludzki mózg, mechanizmy działania ludzkiego mózgu są nadal w dużej mierze nieznane. Główne składniki mózgu, takie jak neurony i połączenia między nimi (synapsy), zostały szczegółowo zbadane. Jednak wiele pytań dotyczących mózgu jako całości, składającego się z wielu komponentów, wciąż czeka na odpowiedzi. Na przykład nadal nie rozumiemy w pełni, w jaki sposób mózg wykonuje funkcje takie jak zapamiętywanie, uczenie się i zapominanie oraz jak staje się czujny i powraca do spokoju. Ponadto żywymi mózgami trudno manipulować w badaniach eksperymentalnych. Z tych powodów mózg pozostaje „tajemniczym organem”. W ramach rozwoju nauk o mózgu skuteczne jest inne podejście do badania tego narządu - w którym tworzone są materiały i systemy zdolne do wykonywania funkcji podobnych do funkcji mózgu, a ich mechanizmy są analizowane.

Wspólny zespół badawczy stworzył niedawno złożoną sieć przypominającą mózg, integrując liczne nanodruty srebra (Ag) pokryte polimerową (PVP) warstwą izolacyjną o grubości około 1 nanometra. Połączenie między dwoma nanoprzewodami tworzy zmienny element rezystancyjny (tj. element synaptyczny), który zachowuje się jak synapsa neuronalna.

Ta sieć nanodrutów, która zawiera dużą liczbę kompleksowo oddziałujących elementów synaptycznych, tworzy „sieć neuromorficzną”. Kiedy napięcie zostało przyłożone do sieci neuromorficznej, wydawało się, że „walczy” o znalezienie optymalnych ścieżek prądowych (tj. najbardziej wydajnych elektrycznie ścieżek). Zespół badawczy zmierzył procesy formowania, utrzymywania i dezaktywowania bieżącej ścieżki podczas przepływu prądu elektrycznego przez sieć i odkrył, że procesy te zawsze zmieniają się w miarę postępu, podobnie jak procesy zapamiętywania, uczenia się i zapominania w ludzkim mózgu.

Obserwowane wahania czasowe również przypominają procesy, w których mózg staje się czujny lub powraca do spokoju. Stwierdzono, że funkcje podobne do mózgu naśladowane przez sieć neuromorficzną występują, gdy ogromna liczba elementów synaptycznych w sieci współpracuje ze sobą, aby zoptymalizować transfer prądu poprzez samoorganizujące się i wyłaniające się procesy dynamiczne.

<< Powrót: MCP1811/12 - rodzina regulatorów liniowych o ultraniskim prądzie spoczynkowym 30.12.2019

>> Naprzód: Czujniki obrazu do reflektorów samochodowych 29.12.2019

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Owady wymierają w Europie 30.10.2017

W Niemczech 27-76% owadów latających zniknęło w ciągu ostatnich 82 lat. Podobna sytuacja rozwija się w Europie Zachodniej i Środkowej.

Badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców opiera się na danych otrzymanych przez naukowców od entomologów-amatorów. Dane zostały zebrane w 63 obszarach chronionych w Niemczech. Według usystematyzowanych danych, jeśli w 1989 roku w pułapkę wpadało codziennie 10 g owadów latających, to w 2016 roku liczba ta wynosiła 2 g. Eksperci sugerują, że poza obszarami chronionymi, gdzie ochrona zwierząt i roślin nie jest ustanowiona, sytuacja jest taka nawet gorzej.

Dokładna przyczyna gwałtownego spadku liczby owadów latających nie jest znana. Naukowcy postawili hipotezę, że przyczyną tego jest gwałtowny wzrost wykorzystania agrochemikaliów w rolnictwie.

"Wydaje się, że robimy ogromne połacie ziemi nieodpowiednie dla większości form życia, a obecnie jesteśmy na drodze do ekologicznego Armagedonu. Jeśli stracimy owady, wszystko się zawali" - powiedział Dave Goulson, jeden z autorów.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn