科学家说,一种旨在模仿人脑中结构的新晶体管可以为越来越有效的计算机系统铺平道路,这些系统像人类一样“思考”。
当细胞相互信号时,晶体管是第一个模仿脑细胞或神经元使用的关键过程的晶体管。
法国电子,微电子学和纳米技术研究所的物理学家和研究作者Dominique Vuillaume说,目的是建造可用于神经元启发的计算机的纳米尺度电路组件。
这样的计算机对于传统的任务很有用计算机Vuillaume说,不是很好,尤其是图像处理和认可。
晶体管是电子产品。它们允许通过放大或关闭电流打开和关闭电流来控制通过电路运行的电流。
突触晶体管
同样,突触是相邻神经元之间的微小间隙,是大脑的关键成分。神经元沿其长度传输了一个小的电脉冲,从而触发了称为神经递质的化学物质到突触中。神经递质横穿突触间隙并触发相邻神经元中的反应。
电脉冲的时机有助于确定如何发送化学信号。在某些神经元中,反复的刺激会产生更强或促进的发射。
在其他情况下,多种刺激会引起较弱或抑郁的反应。这些被称为短期可塑性的适应发生在毫秒内。
先前的模拟神经网络至少需要七个晶体管来复制短期可塑性。新晶体管,称为纳米颗粒有机内存场效应晶体管(简称NOMFET)仅使用一个。
Vuillaume说,这很重要,因为晶体管的较小,更适合晶体管,更便宜,更容易从一些人工突触扩展到数千个。
NOMFET
为了建立NOMFET,Vuillaume和他的团队放置金子两个电极之间的槽中的纳米颗粒。这些颗粒只有5到20纳米,覆盖有一层非常薄的物质,称为五苯甲苯。
正电荷称为“孔”,是由五烯中缺失的电子产生的,将电流传递到散落的黄金山谷上。
在每个电压输入时,一些孔暂时被金捕获,这会改变晶体管的电输出。根据所使用的电压,NOMFET可以产生较弱或更强大的输出,就像人类神经元具有短期可塑性一样。
研究人员说,由于这种适应性,NOMFET比传统晶体管更灵活。
该研究“绝对是一项有趣且构思良好的工作,”加州大学圣地亚哥分校的物理学家Massimiliano di Ventra说,他没有参与这项研究。
Vuillaume说,下一步是将几个Nomfet晶体管组合在一起,以了解它们近似真实的神经回路。
该研究在最近的《高级功能材料》杂志上进行了详细介绍。