تم إنشاء الترانزستورات العضوية التي تعمل مثل المشابك العصبية في الدماغ

رقائق الكمبيوتر التقليدية وصل الحد المادي للتصغير الدقيق، ومشكلة استهلاك الطاقة في الذكاء الاصطناعي تتزايد مثل كرة الثلج. قد يكمن الحل في مجال الحوسبة العصبية – وهو نهج لتصميم أجهزة الكمبيوتر في صورة ومثال الشبكات العصبية الحية.

قامت جامعة ميسوري بتطوير ترانزستورات عضوية تعمل بمثابة نقاط الاشتباك العصبي في الدماغ. تم نشر نتائج تصميمهم واختبارهم في المواد الإلكترونية التطبيقية من ACS.

يقول البروفيسور سوتشي جوها، الذي قاد الدراسة: “إن إحدى المزايا الرئيسية للدماغ هي كفاءته. فهو يحل مشاكل معقدة بشكل لا يصدق باستخدام حوالي 20 واط – تقريبًا نفس المصباح الكهربائي القديم. ومن ناحية أخرى، فإن هندسة الكمبيوتر الحديثة تستهلك الكثير من الطاقة”.

في أجهزة الكمبيوتر، يتم تخزين البيانات في مكان واحد وتتم العمليات الحسابية في مكان آخر. هنا هي الحلقة الضعيفة – التداول اللامتناهي للبتات ذهابًا وإيابًا، بطيء ومستهلك للطاقة.

لا يوجد مثل هذا التخصص في الدماغ. أي خلية عصبية وأي مشبك عصبي هو في نفس الوقت ذاكرة ومعالج. باتباع هذا المثال، طورت جوهي وفريقها ترانزستورات جديدة.

وتشرح قائلة: “نحن لا نحاول فقط جعل الترانزستورات أسرع. بل نهدف إلى إنشاء أجهزة تتصرف مثل الدماغ نفسه”.

تم اختبار العديد من البوليمرات كأشباه الموصلات. ولا يمكن تمييزها تقريبًا في خصائصها الأساسية، ولكنها تعمل بشكل مختلف تمامًا في الترانزستور. كان للواجهة تأثير كبير على النتيجة النهائية – وهي أنحف منطقة في البوابة حيث يتم توصيل أشباه الموصلات بالعازل الكهربائي.

عزل البوابة ليس مجرد أكسيد، كما هو الحال في ترانزستور السيليكون التقليدي، ولكن الاسترخاء متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف. هذا بوليمر ذو استقطاب متغير – والذي، في الواقع، يمنح الترانزستور خصائصه المشبكية المذهلة.

تم اختبار فعالية التطوير افتراضيًا، حيث تم بناء شبكة عصبية بناءً على المعلمات المقاسة للترانزستورات، وتعلمت التعرف على الصور البسيطة بدقة تصل إلى 80%.

على الرغم من أن الحوسبة العصبية لا تزال في مراحلها الأولى، إلا أن جوها يعتقد أن مثل هذه الأبحاث تعمل تدريجيًا على طمس الخط الفاصل بين علم الأحياء والتكنولوجيا.

واختتمت حديثها قائلة: “لا يزال الدماغ هو المعيار الذهبي للحوسبة الفعالة. وإذا جعلنا الآلات ذكية حقًا، فسيتعين علينا إنشاء معدات تتعلم بنفس الطريقة التي تتعلم بها الطبيعة الحية”.