رایانه‌های شبه‌مغز، نزدیک‌تر به واقعیت

تقریباً از همان زمانی که محاسبات آغاز شدند، دانشمندان و فناوران علاقه‌مند به توسعه رایانه‌ای بوده‌اند که همانند مغز انسان کار کند. در سال ۲۰۰۸ اولین memristor ساخته شد، ابزاری که اتصالات آن شبیه اتصالات میان نورون‌های مغز طراحی شده است.

تقریباً از همان زمانی که محاسبات آغاز شدند، دانشمندان و فناوران علاقه‌مند به
توسعه رایانه‌ای بوده‌اند که همانند مغز انسان کار کند. در سال ۲۰۰۸ اولین
memristor ساخته شد، ابزاری که اتصالات آن شبیه اتصالات میان نورون‌های مغز طراحی
شده است. با این حال تا همین اواخر memristor فقط یک ابزار بود. حال گروهی از
محققان دانشگاه میشیگان به رهبری «وی لو» نشان داده‌اند که می‌توان از memristor به
صورت واقعی در محاسبات بهره برد.

 

 

این گروه پژوهشی در کار خود از سیلیکون و نقره بهره برده‌اند که امروزه نیز
در ساخت تراشه‌های رایانه‌ای به کار می روند. آنها دو الکترود فلزی را در
نقطه تماسشان با استفاده از ترکیبی از سیلیکون و نقره به هم متصل کردند تا
رفتار سیناپس‌ها در مغز را شبیه‌سازی کنند. باور بر این است که همزمان با
یادگیری الگوهای جدید روشن شدن توسط memristor، این سیستم راهی برای ذخیره
اطلاعات فراهم می‌آورد. مجله New Scientist اهمیت این memristor محاسبه‌گر
را به صورت زیر بیان می‌کند:

در مغز، زمان‌بندی سیگنال‌های الکتریکی در دو نورون بر راحتی انتقال پیام‌های
بعدی میان آنها تأثیر می‌گذارد. اگر دو نورون با فاصله زمانی بسیار کمی
نسبت به هم روشن شوند، احتمال انتقال پیام‌های بعدی توسط آن سیناپس افزایش
می‌یابد. لو می‌گوید: «سلول‌هایی که باهم روشن می‌شوند، باهم ارتباط پیامی
پیدا می‌کنند».

ابزار ساخته شده توسط محققان میشیگان همین رفتار را نشان می‌دهد. اگر فاصله
میان سیگنال‌های دو الکترود ۲۰ میلی‌ثانیه باشد، مقاومت عبور جریان میان
آنها نصف مقدار زمانی است که فاصله میان آنها ۴۰ میلی‌ثانیه باشد. لو با
اضافه کردن این مطلب که گام بعدی ساختن مدارات حاوی ده‌ها هزار سیناپس
ساخته شده از memristor است، می‌گوید: « memristor عملکرد سیناپسی را شبیه‌سازی
می‌کند».

با این حال هنوز باید نشان داده شود که این ابزارها قابلیت ذخیره اطلاعات
را دارند و می‌توان اطلاعات ذخیره شده در آنها را بازیابی کرد. اما این
واقعیت که گروهی از دانشمندان توانسته‌اند ابزاری بسازند که از عملکرد مغز
تقلید می‌کند، بدین معناست که رایانه‌های شبه‌مغز می‌توانند به واقعیت
نزدیک‌تر شده باشند.

یک memristor یک ابزار الکترونیکی دو ترمینالی است که می‌توان رسانایی آن
را از طریق عبور بار یا جریان از آن به صورت دقیق تنظیم کرد.

جزئیات این کار در مقاله‌ای با عنوان:

“Nanoscale Memristor Device as Synapse in Neuromorphic Systems”

در مجله Nano Letters منتشر شده است.