סינפסות מלאכותיות מהירות פי 10.000 מסינפסות ביולוגיות

צוות של מדענים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) פיתח נגד שהוא אחד טבעי סינפסה מוחית שהוא, לדברי המחברים, קטן פי אלף ופי עשרת אלפים מהיר יותר מהמקבילה הביולוגית שלו. החוקרים תיארו את הגישה שלהם, במיוחד את הרעיון, בעת התכנון רשתות עצבים מלאכותיות איזון התמדה בזיכרון ומהירות עיבוד, בפרסום ב-Science.

הם תכננו אלמנט שהמוליכות שלו נקבעה על ידי הכנסתו או הסרה של פרוטונים לתוך תעלת זכוכית פוספוסיליקט (PSG). במובן מסוים, זה מחקה את ההתנהגות של סינפסות ביולוגיות יונים להעברת אותות על פני הפער בין שניים נוירונים להשתמש. המכשיר מצויד בשלושה מחברים, שניים מהם הם הקלט והפלט של סינפסה מייצגים, בעוד שהשלישי משמש להפעלת שדה חשמלי שמעורר פרוטונים לעבור מהמאגר לערוץ PSG או להיפך, בהתאם לכיוון השדה החשמלי. יותר פרוטונים בתעלה מגבירים את ההתנגדות שלו.

 מקור תמונה: Pixabay; מַדָע

חוקרים פיתחו את עקרונות התכנון של המעגל הזה עוד בשנת 2020, אך אבות הטיפוס המוקדמים שלהם השתמשו בחומרים שלא היו תואמים לתהליכי פיתוח מעגלים משולבים. למעבר ל-PSG יש את מהירות החלפה גדל באופן דרמטי כאשר הננו-נקבים במבנה מאפשרים לפרוטונים לנוע בחומר מהר מאוד. בנוסף, הוא יכול לעמוד בפולסי שדה חשמליים חזקים מאוד מבלי שייגרם נזק. מתחים של עד 10 וולט מעניקים לפרוטונים דחיפה עצומה במהירות והם המפתח ליתרון הביצועים עליהם סינפסות ביולוגיות.