طراحی ممریستور مولکولی با الهام از مغز انسان

تاریخ : ۰۲ آذر ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۱۲۸

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

به تازگی مقاله ای با عنوانن Decision trees within a molecular memristor در نشریه نیچر به چاپ رسیده که در آن محققان ممریستور مولکولی طراحی کردند که با الهام از مغز می تواند با مصرف انرژی کم، محاسبه انجام دهد. این فناوری قابل استفاده در تلفن های همراه است.

بر اساس مقاله ای که در مجله Nature منتشر شده است، ممریستور قابل تنظیم مجدد یا یک دستگاه حافظه الکترونیکی جدید بر اساس یک سیستم مولکولی ساخته شده است که می‌تواند بین حالت‌های روشن و خاموش با چندین ولتاژ متوالی مجزا تغییر وضعیت دهد.

 

اتصالات فراوان دندریتی-سیناپسی بین نورون‌ها در نئوکورتکس، ساختارهای منطقی پیچیده‌ای را تعبیه می‌کند که تصمیم‌گیری پیچیده‌ای را امکان‌پذیر می‌کند که بسیار بهتر از هر سامانه آنالوگ الکترونیکی مصنوعی است. این پیچیدگی فیزیکی بسیار فراتر از فناوری‌های ساخت مدار موجود است. علاوه بر این، شبکه در مغز به صورت پویا قابل تنظیم مجدد است که انعطاف‌پذیری و سازگاری با محیط‌های متغیر را فراهم می‌کند. در مقابل، مدارهای منطقی نیمه هادی پیشرفته بر پایه سوئیچ‌های آستانه‌ای هستند که برای انجام توابع منطقی از پیش تعریف شده سیم کشی شده‌اند. برای پیشبرد عملکرد مدارهای منطقی، گوسوامی و همکارانش عناصر مدار الکترونیکی اساسی را با بیان منطق پیچیده در خواص مواد در مقیاس نانومتر طراحی کردند.

 

دکتر آریاندو، محقق دانشگاه ملی سنگاپور، گفت: «این کار یک پیشرفت مهم در تلاش ما برای طراحی محاسبات با مصرف کم انرژی است.»

 

ایده استفاده از سوئیچینگ چندگانه در یک عنصر واحد از نحوه عملکرد مغز الهام گرفته شده است. برخلاف مدارهای استاندارد با سیم، این ممریستور جدید را می‌توان با استفاده از ولتاژ برای انجام وظایف محاسباتی مختلف پیکربندی مجدد کرد.

 

دکتر آریاندو گفت: «این کشف جدید می‌تواند به پیشرفت‌های محاسبات لبه‌ای به عنوان یک رویکرد پیچیده محاسباتی در حافظه برای غلبه بر تنگنای فون نویمان کمک کند، تاخیری در پردازش محاسباتی که در بسیاری از فناوری‌های دیجیتال به دلیل جداسازی فیزیکی حافظه از پردازنده دستگاه مشاهده می‌شود.»

 

این ممریستور جدید همچنین این پتانسیل را دارد که در طراحی نسل بعدی تراشه‌های پردازشی با قدرت و سرعت محاسباتی افزایش یافته، کمک کند.

 

دکتر استریتوش گوسوامی، از دانشگاه ملی سنگاپور، می‌گوید: «همانند انعطاف‌پذیری و سازگاری اتصالات در مغز انسان، دستگاه حافظه ما را می‌توان برای کارهای محاسباتی مختلف به سادگی با تغییر ولتاژ اعمال شده، پیکربندی کرد.»

 

علاوه بر این، مانند اینکه سلول‌های عصبی چگونه می‌توانند خاطرات را ذخیره کنند، این دستگاه می‌تواند اطلاعات را برای بازیابی و پردازش آینده حفظ کند.

 

دانشمندان در تحقیقات خود یک سیستم مولکولی متعلق به خانواده شیمیایی فنیل آزو پیریدین‌ها را طراحی کردند که دارای یک اتم فلزی مرکزی است که به مولکول های آلی به نام لیگاند متصل است.

 

این مولکول‌ها مانند اسفنج‌های الکترونی هستند که می‌توانند شش انتقال الکترون را انجام دهند که منجر به پنج حالت مولکولی مختلف می‌شود.

 

دکتر استریتوش گوسوامی گفت: «ارتباط بین این حالت‌ها کلید تنظیم مجدد دستگاه است.»

منبع : http://www.sci-news.com/othersciences/materials/molecular-memristor-10028.html

نظر شما