مكون حاسوبي يقلد المشابك العصبية في الدماغ البشري

تم تطوير مكون حاسوبي جديد من قبل باحثين في معهد كث رويال للتكنولوجيا وجامعة ستانفورد يقلد الدماغ البشري من خلال العمل مثل خلية مشبك. يُسمى هذا المكون الجديد ذاكرة الوصول العشوائي الكهروكيميائية (ECRAM).

صعود الحواسيب الشبه عصبية

تم تصنيع مكونات ذاكرة ECRAM باستخدام كاربيد التيتانيوم ثنائي الأبعاد، وأظهرت قدرة مثيرة على التكميل لتكنولوجيا الترانزستور الكلاسيكية. إنها تمكن من تسويق حواسيب قوية مصممة على غرار شبكة الأعصاب في الدماغ. هذه الحواسيب الشبه عصبية لديها إمكانية أن تكون أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من الحواسيب الحالية.

تمتلك ذاكرة ECRAM هيكلاً يختلف بشكل كبير عن الحوسبة الكلاسيكية، وتعمل كخلية مشبك في شبكة اصطناعية.

ماكس هاميدي هو أستاذ مساعد في معهد كث رويال.

“بدلاً من الترانزستورات التي تكون إما مفعلة أو معطلة، والاحتياج لنقل المعلومات ذهاباً وإياباً بين المعالج وذاكرة — تعتمد هذه الحواسيب الجديدة على مكونات يمكن أن تكون في حالات متعددة، وتؤدي حسابات داخل الذاكرة”، يقول هاميدي.

الチーム من العلماء في معهد كث رويال وستانفورد يعملون على اختبار مواد أكثر كفاءة لإنشاء ECRAM. من أجل جعل هذه الرقاقات قابلة للتسويق، فإنهم يحتاجون إلى مواد يمكن أن تتغلب على الكينيتيكا البطيئة للمعادن والأكسيد، بالإضافة إلى درجة حرارة غير مستقرة للبلاستيك.

مادة MXene

صنع الباحثون مادة تعرف باسم MXene، وهي مركب ثنائي الأبعاد سميك ببضعة ذرات فقط يتكون من كاربيد التيتانيوم. تجمع MXene بين سرعة الكيمياء العضوية ومتطلبات التكامل للمواد غير العضوية.

تجمع ذاكرة ECRAM MXene بين السرعة وضوضاء الكتابة والخطية وتغيير الطاقة والمتانة التي يحتاجها تسريع الشبكات العصبية الاصطناعية (ANNs) بشكل مواز.

أستاذ ألبرتو ساليو في جامعة ستانفورد هو من شارك في البحث.

“MXenes هي عائلة مواد مثيرة للاهتمام لتطبيق معين، حيث تجمع بين الاستقرار الحراري اللازم للتكامل مع الإلكترونيات التقليدية مع وجود مساحة تكوين واسعة لتحسين الأداء”، يقول ساليو.

وفقاً لهاميدي، لا يزال هناك العديد من العوائق التي يجب التغلب عليها إذا كان المستهلكون سيتمكنون من شراء حواسيب شبه عصبية الخاصة بهم. ومع ذلك، فإن ذاكرة ECRAM ثنائية الأبعاد هي اختراق كبير في مجال المواد الشبه عصبية. يمكنها تمكين الذكاء الاصطناعي القادر على التكيف مع الإدخال الغامض وال细ية، مشابهة للدماغ البشري. وفي الوقت نفسه، سوف تحتاج إلى استهلاك طاقة أقل.