新视角 IT科技 以水和盐为介质的人造突触面世,有望研制出类脑计算系统

以水和盐为介质的人造突触面世,有望研制出类脑计算系统

科技日报记者 刘霞

荷兰乌得勒支大学和韩国西江大学科学家构建出一种新型人造突触。与传统基于固体材料的人造突触不同,新突触基于人脑内的介质水和盐。这项研究首次证明,与人脑相同的介质系统可处理复杂信息。相关论文发表于最新一期《美国国家科学院院刊》。

人造突触艺术图。

图片来源:乌得勒支大学

为提高传统计算机能效,科学家一直从人脑中寻求灵感,以各种方式模仿人脑非凡的能力。这些尝试促进了类脑计算机发展。不过,人脑使用水和溶解盐离子作为介质来工作,而目前大多数受大脑启发的计算机都依赖传统固体材料。

突触是大脑中负责在神经元之间传输信号的通道组成部分。该人造突触尺寸为150微米×200微米,被称为离子电子忆阻器,包括一个充满水和盐离子的锥形微通道,能模仿突触行为。

研究团队表示,在接收到电脉冲后,溶液内的离子通过通道迁移,导致离子浓度改变。脉冲强度变化会导致通道电导率变化,反映神经元之间连接的加强或减弱。电导率变化的程度可表示为输入信号,通道长度影响浓度变化所需时间。这表明,或许可通过调整通道长度,在不同时段保留和处理信息,这一点也类似于在人脑中观察到的突触机制。

研究负责人之一、乌得勒支大学蒂姆·卡姆萨玛指出,此前能处理复杂信息的人工突触都是基于固体材料,他们的研究首次表明,也可以用水和盐来实现信息处理。新人造突触不仅能模仿人脑的通信模式,而且能够利用相同介质,为造出能更真实再现人脑非凡能力的计算系统奠定了基础。

(来源:中国科技网)

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