В MIT создали наноустройство, которое имитирует работу нейронов с помощью механической памяти

Исследователи MIT разработали наноразмерное вычислительное устройство, способное одновременно хранить и обрабатывать информацию благодаря физическим свойствам мягкого полимера. Оно имитирует некоторые принципы работы биологических нейронов и в перспективе может использоваться в энергоэффективных датчиках, носимой электронике и робототехнике.

В MIT создали наноустройство, которое имитирует работу нейронов с помощью механической памяти

В основе разработки находится тончайший слой полидиметилсилоксана (PDMS), помещенный между двумя металлическими электродами. При подаче напряжения электроды сближаются и сжимают мягкий полимер, а после прекращения воздействия он постепенно возвращается в первоначальную форму.

Именно медленное восстановление PDMS позволяет устройству своеобразным образом «помнить» предыдущие воздействия. Его текущее состояние зависит от истории приложенных напряжений, а накопленная таким образом информация преобразуется в электрический отклик.

Работа устройства напоминает один из принципов действия биологического нейрона. Сигнал постепенно изменяет состояние полимерного слоя, пока система не достигает определенного порога и не срабатывает. После снижения напряжения материал возвращается в исходное состояние и оказывается готов к следующему циклу.

Использование мягкого полимера решило и одну из проблем наномеханических вычислительных систем. При слишком сильном сближении металлические поверхности способны необратимо прилипать друг к другу. Эластичный слой PDMS действует как нанопружина, позволяя электродам многократно сближаться и расходиться без разрушения устройства.

Разработчики отмечают, что память и обработка информации здесь фактически объединены внутри одного микроскопического элемента. Такой подход отличается от традиционной электроники, где данные постоянно перемещаются между памятью и вычислительными блоками, что увеличивает энергопотребление.

В дальнейшем команда MIT хочет добавить к технологии сенсорные функции, объединив получение сигналов, память и вычисления в одном компоненте. Подобные устройства потенциально могут применяться в маломощных автономных датчиках, носимой медицинской электронике, протезах и робототехнике.

Читайте также

IonQ установила рекорд квантовой связи: более 1000 событий запутанности в секунду

IonQ установила рекорд квантовой связи: более 1000 событий запутанности в секунду

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

Google открыла SynthID для всех — сервис помогает распознавать изображения и видео, созданные ИИ

Google открыла SynthID для всех — сервис помогает распознавать изображения и видео, созданные ИИ

Kawasaki оснастит человекоподобного робота Kaleido физическим ИИ для работы на заводах

Kawasaki оснастит человекоподобного робота Kaleido физическим ИИ для работы на заводах

В Германии создают строительных роботов, способных собирать здания почти без участия человека

В Германии создают строительных роботов, способных собирать здания почти без участия человека

Видеоаналитика на базе ИИ позволила найти 250 детей в Новосибирской области

Видеоаналитика на базе ИИ позволила найти 250 детей в Новосибирской области

Ученые МИСИС создали пористые гранулы для костей с защитой от инфекций

Ученые МИСИС создали пористые гранулы для костей с защитой от инфекций

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Водяные облака обнаружили впервые за пределами Солнечной системы

Водяные облака обнаружили впервые за пределами Солнечной системы

Клетки крови 80-летнего превратили в нейронные стволовые клетки юноши

Клетки крови 80-летнего превратили в нейронные стволовые клетки юноши

Квантовое моделирование цезия выявило новый фазовый переход

Квантовое моделирование цезия выявило новый фазовый переход

Спорт смягчает симптомы депрессии у людей с высоким генетическим риском

Спорт смягчает симптомы депрессии у людей с высоким генетическим риском