Komputery potrafią wiele, ale mają przy tym ogromne zapotrzebowanie na energię. Ludzki mózg ma pod tym względem znacznie lepszą optymalizację, dzięki czemu może wykonywać zaawansowane operacje przy bardzo niskim zużyciu energii.
Naukowcy postanowili więc poszukać inspiracji w nas samych i stworzyć komputer przypominający funkcjonowaniem ludzki mózg. W tym celu użyli jonów, czyli cząstek wykorzystywanych do produkcji energii elektrycznej. Artykuł opublikowany na łamach Science opisuje, jak naukowcy z paryskiego Centre national de la recherche scientifique stworzyli potencjalnie przełomowy komputerowy model sztucznych neuronów.
Czytaj też: Powstał pierwszy na świecie obraz mózgu małpy w 3D i wysokiej rozdzielczości
Może on wytwarzać ten sam rodzaj sygnałów, co spotykane w przypadku neuronów służących do przekazywania informacji w mózgu. Powstały w ten sposób układ naśladuje proces generowania skoków aktywności elektrycznej wytwarzanych przez neurony będące podstawą aktywności mózgu. W tym celu każdy pojedynczy neuron emituje jony dodatnie, które są przyciągane do jonów ujemnych wewnątrz komórki. Potencjał elektryczny powoduje otwarcie kanałów jonowych w komórkach, generując ładunek na kilka milisekund. Sygnał ten jest przekazywany do innych komórek, warunkując przepływ informacji w mózgu.
Syntetyczne komórki przechowujące wspomnienia mogłyby stanowić podstawę komputerów przyszłości
W celu odwzorowania wspomnianych kanałów jonowych, naukowcy wygenerowali cienką warstwę wody pomiędzy arkuszami grafenu. Warstwy te miały grubość od jednej do trzech cząsteczek. Prowadząc wirtualne testy modelu, badacze odkryli, że obecność pola elektrycznego powodowała powstawanie charakterystycznych struktur w wodzie, składających się z jonów. Przy zwiększeniu ładunku, rzeczone struktury rozpadały się na tyle powoli, że pozostawiały po sobie coś, co można określić mianem wspomnień.
Czytaj też: Jak sztuczna inteligencja wspomaga obserwacje Słońca?
Naukowcy twierdzą, że ich model może generować skoki aktywności elektrycznej i jest w stanie „zapamiętywać” spójne właściwości w dwóch różnych stanach – zarówno w tym, w którym jony przewodzą mniej, jak i więcej prądu. Trwało to kilka milisekund, co jest podobnym czasem, co w przypadku neuronów występujących w ludzkim mózgu, które w ten sposób przekazują sygnały. I choć sami zainteresowani przyznają, że przed nimi wciąż długa droga do stworzenia komputerów funkcjonujących niczym nasze mózgi, to rezultaty ich badań są obiecujące.
