المشابك الاصطناعية أسرع بـ 10.000 مرة من المشابك البيولوجية

طور فريق من العلماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) مقاومًا طبيعيًا تشابك الدماغ والتي ، وفقًا للمؤلفين ، أصغر ألف مرة وأسرع بعشرة آلاف مرة من نظيرتها البيولوجية. وصف الباحثون نهجهم عند التصميم ، ولا سيما الفكرة الشبكات العصبية الاصطناعية موازنة استمرارية الذاكرة وسرعة المعالجة ، في منشور في مجلة Science.

لقد صمموا عنصرًا تم تحديد الموصلية الخاصة به عن طريق إدخال أو إزالة البروتونات في قناة زجاج فسفوسيليكات (PSG). بطريقة ما ، هذا يحاكي سلوك المشابك البيولوجية ذلك أيونات لنقل الإشارات عبر الفجوة بين اثنين الخلايا العصبية استعمال. الجهاز مزود بثلاثة موصلات اثنتان منها مدخلات ومخرجات المشبك يمثل ، بينما يعمل الثالث على تطبيق مجال كهربائي يثير البروتونات للانتقال من الخزان إلى قناة PSG أو العكس ، اعتمادًا على اتجاه المجال الكهربائي. المزيد من البروتونات في القناة تزيد من مقاومتها.

 مصدر الصورة: Pixabay ؛ علوم

طور الباحثون مبادئ التصميم لهذه الدائرة مرة أخرى في عام 2020 ، لكن نماذجهم الأولية السابقة استخدمت مواد لم تكن متوافقة مع عمليات تطوير الدوائر المتكاملة. التبديل إلى PSG لديه سرعة التبديل زاد بشكل كبير حيث تسمح الثقوب النانوية في الهيكل للبروتونات بالتحرك عبر المادة بسرعة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنه تحمل نبضات المجال الكهربائي القوية جدًا دون التعرض لأضرار. إن الفولتية التي تصل إلى 10 فولت تعطي البروتونات دفعة كبيرة في السرعة وهي المفتاح لميزة الأداء عليها المشابك البيولوجية.