Įkvėpti žmogaus smegenų, Oregono valstijos universiteto (Oregon State University, OSU) tyrėjai sukūrė naują šviesai jautrų prietaisą, kuris sujungia jutimą ir atmintį, tuo pačiu kontroliuodamas, kaip skaitmeniniai prisiminimai stiprėja arba nyksta laikui bėgant. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „Advanced Functional Materials“.
Neurofototranzistoriaus iliustracija. Šaltinis: Oregono valstijos universitetas
Technologija, kuri veikia labiau kaip žmogaus smegenys, galėtų padėti dirbtinio intelekto sistemoms veikti greičiau ir sunaudoti mažiau elektros energijos, teigė Larry Chengas iš OSU Inžinerijos koledžo.
Naujasis prietaisas integruoja šviesos jutimą, atmintį ir signalo apdorojimą viename fototranzistoriuje. Dabartinė dirbtinio intelekto įranga, aiškina Chengas, paprastai paskirsto šias funkcijas tarp skirtingų komponentų, todėl reikia, kad informacija būtų perduota tarp jų, ir tai didina energijos poreikį, tuo pačiu sumažinant efektyvumą.
„Mūsų optoelektroninis prietaisas pristato naują aparatinės įrangos galimybę, kuri gali leisti efektyviau apdoroti informaciją tiesiogiai jutiklių lygmenyje“, – sakė Chengas, elektrotechnikos ir kompiuterių mokslo profesorius. „Skirtingai nuo įprastos atminties, skirtos informacijai išsaugoti, mūsų įrenginys gali elektroniniu būdu valdyti, kaip prisiminimai stiprėja arba nyksta.“
Naujajame įrenginyje šviesa sukuria saugomus elektros krūvius, kurie veikia kaip atmintis. Panašiai kaip cheminiai signalai smegenyse reguliuoja atminties stiprumą ir užmiršimą, mažas elektros signalas pakoreguoja šių saugomų krūvių įtaką, leisdamas prisiminimams išlikti ilgiau arba greičiau išblėsti – tai svarbus žingsnis neuromorfinių skaičiavimo sistemų link, sakė Chengas.
Mokslininkai tyrinėja neuromorfinius skaičiavimus, kurie modeliuojami pagal biologinių neuroninių sistemų struktūrą ir funkciją, ir jutiklių skaičiavimus, siekdami efektyviau apdoroti dinaminę informaciją.
„Ši šviesai jautri atmintis su programuojamu atminties gyvavimo laiku sukuria reguliuojamą laiko langą vaizdiniams ir kitiems jutiklių signalams apdoroti tiesiai ten, kur jie aptinkami, o tai galėtų sudaryti sąlygas efektyvesnėms regos sistemoms ir kitoms jutikliais pagrįstoms dirbtinio intelekto technologijoms“, – sakė Chengas.
Įrenginys veikia sujungdamas dvi skirtingas medžiagas, kurios atlieka skirtingas funkcijas. Oksidinis puslaidininkis tarnauja kaip tranzistoriaus kanalas, pernešantis elektros srovę, o viršuje esanti organinė šviesai jautri medžiaga sugeria šviesą ir generuoja elektros krūvius.
Dalis šių krūvių įstringa šviesai jautriame sluoksnyje. Šie įstrigę krūviai ir toliau veikia srovę, tekančią per oksido puslaidininkį, net ir pašalinus šviesą, todėl įrenginys gali išsaugoti praeities optinių signalų atmintį.
Taikant elektrinę vartų įtampą, galima pakeisti įstrigusių krūvių padėtį tranzistoriaus kanalo atžvilgiu. Pasak jo, perkeliant krūvius arčiau tranzistoriaus kanalo – mikroskopinio kelio, kuriuo teka elektronai, – sustiprinama jų elektrinė įtaka ir pailginamas atminties efektas. Perkeliant juos toliau, ši įtaka susilpnėja ir pagreitėja sukauptų krūvių praradimas, todėl atmintis greičiau nyksta.
Ahasan Ullah et al, Neuromodulator‐Inspired Gate‐Tunable Tetracene–Metal Oxide Phototransistor for Adaptive Optoelectronic Memory and Neuromorphic Computing, Advanced Functional Materials (2026). DOI: 10.1002/adfm.75942
Journal information:Advanced Functional Materials
Dirbtinės akys galėtų suteikti panašų į žmonių regėjimą savaeigiams automobiliams ir robotams
Sukurtas mažiausias pasaulyje atomų dydžio atminties įrenginys
VU mokslininkų rengtas daugiafotonės 3D litografijos vadovas publikuotas „Nature Reviews“ leidinyje
Trimačiai silicio grandynai priartina tankesnius kompiuterių lustus prie realybės