Исследовательская группа Университета штата Пенсильвания (Penn State) в США разработала эластичный носимый синаптический транзистор для «обучения» и лучшей адаптации электронных устройств к воздействиям внешней среды. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Робототехника и носимые устройства вскоре могут стать немного умнее с добавлением эластичного носимого синаптического транзистора, разработанного инженерами Penn State. Устройство работает как нейроны в мозге, посылая сигналы одним клеткам и подавляя другие, чтобы усиливать или ослаблять их функционал применительно к текущим нуждам.
Исследовательская группа под руководством Цуньцзяна Ю, профессора инженерных наук и механики Университета штата Пенсильвания, намерена интегрировать таой синаптический транзистор в роботов или другие носимые электронные устройства с использованием искусственного интеллекта (ИИ) для оптимизации их функций.
«Если человек – например, ребенок, – обожжет руку о плиту, это будет больно, и он твердо усвоит, что в следующий раз не следует прикасаться к ней. Те же результаты будут возможны для устройств, использующих синаптический транзистор, поскольку ИИ способен «обучаться» и адаптироваться к окружающей среде», – пояснил Ю.
По его словам, искусственные нейроны в новом устройстве были спроектированы так, чтобы работать как нейроны в так называемой «вентральной области покрышки» – сегменте человеческого мозга, расположенном в самой верхней части ствола. Нейроны обрабатывают и передают информацию, высвобождая нейротрансмиттеры в своих синапсах, обычно расположенных на концах нервных клеток. Возбуждающие нейротрансмиттеры запускают активность других нейронов и связаны с усилением воспоминаний, в то время как тормозные нейротрансмиттеры снижают активность других нейронов и связаны с ослаблением воспоминаний.
«В отличие от всех других областей мозга, нейроны в вентральной области покрышки способны одновременно высвобождать как возбуждающие, так и тормозные нейротрансмиттеры. Благодаря разработке синаптического транзистора для работы с обеими синаптическими функциями одновременно требуется меньше транзисторов по сравнению с традиционной технологией интегрированной электроники, что упрощает архитектуру системы и позволяет устройству экономить энергию», – отметил Ю.
Чтобы смоделировать мягкие, эластичные биологические ткани, исследователи использовали растяжимые двухслойные полупроводниковые материалы для изготовления устройства, позволяющего ему растягиваться и скручиваться во время использования, по словам Ю. Обычные транзисторы, напротив, – жесткие и ломаются при деформации.
«Транзистор механически деформируется и функционально реконфигурируется, но при этом сохраняет свои функции при значительном растяжении. Он может быть прикреплен к роботу или носимому устройству, чтобы служить их подобием «кожи» – то есть самой внешней поверхностью, для лучшей сенсорики», – добавил Ю.