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电子芯片模仿大脑瞬间创造记忆

时间: 2019-07-20 16:12:26   阅读:217次 分类:行业新闻
来自RMIT大学的研究人员从生物技术的新兴工具 - 光遗传学 - 中汲取灵感,开发出一种能够复制大脑存储和丢失信息的设备。光遗传学允许科学家以极其精确的方式深入研究人体的电子系统,利用光来操纵神经元,

来自RMIT大学的研究人员从生物技术的新兴工具 - 光遗传学 - 中汲取灵感,开发出一种能够复制大脑存储和丢失信息的设备。

光遗传学允许科学家以极其精确的方式深入研究人体的电子系统,利用光来操纵神经元,使其可以打开或关闭。

新芯片基于一种超薄材料,可以根据不同波长的光线改变电阻,使其能够模拟神经元在大脑中存储和删除信息的工作方式。

研究团队负责人Sumeet Walia博士表示,该技术使我们更接近人工智能(AI),可以利用大脑完整复杂的功能。

“我们的光学激发芯片模仿了大自然最好的计算机 - 人类大脑的基础生物学,”瓦利亚说。

“能够存储,删除和处理信息对计算至关重要,大脑可以非常高效地完成这项任务。

“我们只需在芯片上涂上不同的颜色即可模拟大脑的神经方法。

“这项技术使我们进一步走向快速,高效和安全的基于光的计算。

“这也为我们向实现仿生大脑迈出了重要的一步 - 仿生大脑就像人类一样可以从环境中学习。”

发表在Advanced Functional Materials上的研究的第一作者Taimur Ahmed博士表示,能够在人工芯片上复制神经行为为跨部门研究提供了令人兴奋的途径。

艾哈迈德说:“这项技术为研究人员创造了巨大的机会,使他们能够更好地了解大脑及其如何受到破坏神经连接的疾病的影响,如阿尔茨海默病和老年痴呆症。”

来自RMIT的功能材料和微系统研究小组的研究人员也证明了该芯片可以执行逻辑操作 - 信息处理 - 为类似大脑的功能打勾。

该技术由RMIT的MicroNano研究设施开发,与现有电子设备兼容,并在灵活的平台上进行了演示,可集成到可穿戴电子设备中。

芯片如何工作:

神经连接通过电脉冲在大脑中发生。当微小的能量峰值达到一定的电压阈值时,神经元就会结合在一起 - 而你已经开始创造一个记忆。

在芯片上,光用于产生光电流。在颜色之间切换导致电流从正向反向。

这种方向转换或极性转换等同于神经连接的结合和断裂,神经连接是一种使神经元能够连接(并诱导学习)或抑制(并诱导遗忘)的机制。

这类似于光遗传学,其中光诱导的神经元修饰使它们打开或关闭,启用或抑制与链中下一个神经元的连接。

为了开发这项技术,研究人员使用了一种名为黑磷(BP)的材料,这种材料本质上可能存在缺陷。

这通常是光电子学的一个问题,但通过精密工程,研究人员能够利用这些缺陷来创造新的功能。

“缺陷通常被视为需要避免的东西,但在这里我们用它们来创造一些新颖有用的东西,”艾哈迈德说。

“这是为我们所面临的技术挑战寻找解决方案的创新方法。”

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