Transistor Sinaptik yang Dapat Ditekuk dan Dikenakan Membuat Robotik Lebih Pintar

Tim insinyur dari Penn State telah menciptakan transistor sinaptik yang dapat ditekuk dan dikenakan yang dapat membuat robotik dan perangkat yang dikenakan lebih pintar. Perangkat yang dikembangkan oleh tim ini bekerja seperti neuron di otak, mengirim sinyal ke beberapa sel dan menghambat yang lain untuk meningkatkan dan melemahkan memori perangkat.

Penelitian ini dipimpin oleh Cunjiang Yu, Dorothy Quiggle Career Development Associate Professor of Engineering Science and Mechanics dan associate professor of biomedical engineering dan materials science and engineering.

Penelitian ini diterbitkan di Nature Electronics.

Mendesain Transistor Sinaptik

Tim mendesain transistor sinaptik untuk diintegrasikan ke dalam robot atau perangkat yang dikenakan, dan dapat menggunakan kecerdasan buatan (AI) untuk mengoptimalkan fungsinya.

“Mengikuti contoh otak manusia, robot dan perangkat yang dikenakan yang menggunakan transistor sinaptik dapat menggunakan neuron buatan untuk ‘belajar’ dan menyesuaikan perilaku mereka,” kata Yu. “Misalnya, jika kita membakar tangan kita di atas kompor, itu menyakitkan, dan kita tahu untuk menghindarinya lain kali. Hasil yang sama akan mungkin untuk perangkat yang menggunakan transistor sinaptik, karena kecerdasan buatan dapat ‘belajar’ dan menyesuaikan dengan lingkungannya.”

Mengikuti Contoh Otak Manusia

Yu mengatakan bahwa neuron buatan di perangkat ini didesain untuk berfungsi seperti neuron di area tegmental ventral, yang merupakan segmen kecil dari otak manusia. Neuron pertama-tama memproses dan mengirim informasi dengan melepaskan neurotransmitter di sinapsis, yang biasanya terletak di ujung sel neuron. Neurotransmitter eksitatori kemudian memicu aktivitas neuron lain dan terkait dengan meningkatkan memori. Di sisi lain, neurotransmitter inhibitor mengurangi aktivitas neuron lain, yang berarti mereka terkait dengan melemahkan memori.

“Tidak seperti area lain di otak, neuron di area tegmental ventral dapat melepaskan neurotransmitter eksitatori dan inhibitor secara bersamaan,” kata Yu. “Dengan mendesain transistor sinaptik untuk beroperasi dengan kedua perilaku sinaptik secara bersamaan, lebih sedikit transistor diperlukan dibandingkan dengan teknologi elektronik terintegrasi konvensional, yang menyederhanakan arsitektur sistem dan memungkinkan perangkat untuk menghemat energi.”

Peneliti ingin memodelkan jaringan biologis yang lembut dan dapat ditekuk, sehingga mereka menggunakan bahan semikonduktor bilayer yang dapat ditekuk untuk membuat perangkat ini. Ini memungkinkan perangkat untuk ditekuk dan diputar saat digunakan. Namun, transistor konvensional terlalu kaku dan akan patah jika dideformasi.”

“Transistor ini dapat ditekuk secara mekanis dan dapat diatur ulang secara fungsional, namun masih mempertahankan fungsinya saat ditekuk secara ekstensif.” Yu mengatakan. “Ini dapat dipasang pada robot atau perangkat yang dikenakan untuk berfungsi sebagai kulit luar mereka.”