Elektronische chip imitiert das Gehirn, um Erinnerungen in einem Blitz: die Ingenieure haben ahmte das menschliche Gehirn mit einem elektronischen chip, der Licht nutzt, um erstellen und ändern von memories
Forscher von der RMIT University zeichnete inspiration von einem schwellen-tool in der Biotechnologie — optogenetik-zu entwickeln, ein Gerät, das repliziert die Weise, die das Gehirn speichert und verliert Informationen.
Die optogenetik, erlaubt Wissenschaftlern, sich in die Körper der elektrischen Anlage mit einer unglaublichen Präzision, mit Licht manipulieren Neuronen, so dass Sie kann ein-oder ausgeschaltet werden.
Der neue chip basiert auf einem ultra-dünnen material, dass änderungen elektrischer Widerstand in Reaktion auf Licht verschiedener Wellenlängen, wodurch es zu imitieren die Art und Weise, dass Neuronen, die Arbeit zu speichern und das löschen von Informationen im Gehirn.
Research team leader Dr Sumeet Walia sagte, die Technologie rückt uns näher in Richtung künstliche Intelligenz (AI), das kann helfen, das Gehirn ist voller durchdachter Funktionalität.
„Unsere optogenetically-inspiriert-chip imitiert das grundlegende Biologie von nature‘ s best computer — das menschliche Gehirn,“ Walia, sagte.
„Die Möglichkeit zum speichern, löschen und verarbeiten von Informationen ist entscheidend für die Berechnung, und das Gehirn tut dies äußerst effizient.
„Wir sind in der Lage, um zu simulieren das Gehirn die neuronalen Ansatz einfach durch Leuchten der verschiedenen Farben auf unseren chip.
„Diese Technologie bringt uns weiter auf dem Weg zu einer schnellen, effizienten und sicheren Licht-basierten computing.
„Es bringt uns einen wichtigen Schritt näher an die Verwirklichung einer Bionik-das Gehirn-ein brain-on-a-chip, können, lernen Sie Ihre Umwelt genauso wie die Menschen tun.“
Dr. Taimur Ahmed, führen Autor der Studie veröffentlicht in Advanced Functional Materials, gesagt wird, in der Lage zu replizieren neuronale Verhalten auf eine künstliche chip angeboten, spannende Wege für die Forschung in Sektoren.
„Diese Technologie schafft enorme Möglichkeiten für Forscher, um besser zu verstehen, die Gehirn und wie es betroffenen von Erkrankungen, die stören neuronale verbindungen, wie Alzheimer und Demenz,“ Ahmed sagte.
Der Forscher vom Functional Materials and Microsystems Research Group an der RMIT, haben ebenfalls gezeigt, der chip kann führen logische Operationen — Informationsverarbeitung — tickt ein anderes Feld, für das Gehirn-wie-Funktionalität.
Entwickelt an der RMIT ist MicroNano Research Facility, die Technologie ist kompatibel mit vorhandener Elektronik und hat auch gezeigt, auf einer flexiblen Plattform, für die integration in wearable-electronics.
Wie der chip funktioniert:
Neuronale verbindungen geschehen im Gehirn durch elektrische Impulse. Bei kleinen Energie-spikes erreichen einer bestimmten Schwelle der Spannung, die Neuronen miteinander verbinden-und Sie haben begonnen, erstellen einer Erinnerung.
Auf dem chip, ist das Licht erzeugt einen Fotostrom. Die Umschaltung zwischen den Farben bewirkt, dass der Strom in umgekehrter Richtung von positiv zu negativ.
Diese Richtung wechseln, oder Polarität, Schicht, entspricht die Bindung und das brechen von neuronalen verbindungen, ein Mechanismus, der es ermöglicht, die Neuronen zu verbinden (und induzieren lernen) oder hemmen (und induzieren vergessen).
Dies ist ähnlich wie die optogenetik, wo die Licht-induzierte Modifikation von Nervenzellen bewirkt, dass Sie entweder ein-oder ausschalten, aktivieren oder hemmen verbindungen zum nächsten neuron in der Kette.
Entwicklung der Technologie, haben die Forscher ein material namens “ schwarzer Phosphor (GP), die grundsätzlich defekt in der Natur.
Dies ist in der Regel ein problem für die Optoelektronik, aber mit Feinmechanik, waren die Forscher in der Lage zu nutzen, die Mängel zu erstellen neue Funktionen.
„Mängel sind in der Regel sah auf als etwas zu vermeiden, aber wir sind mit Ihnen etwas zu schaffen, neuartig und nützlich,“ Ahmed sagte.
„Es ist ein kreativer Ansatz zur Suche nach Lösungen für die technischen Herausforderungen, denen wir gegenüberstehen.“
Diese neueste Veröffentlichung folgt der kürzlich erschienenen Arbeit von team-veröffentlicht in Kleine (DOI: 10.1002/smll.201900966).