Tamprus, nešiojamas sinaptinis tranzistorius padaro robotiką išmanesnę

Penn State inžinierių komanda sukūrė tamprų, nešiojamą sinapsinį tranzistorių, galintį paversti robotiką ir nešiojamus įrenginius išmanesnius. Komandos sukurtas prietaisas veikia kaip neuronai smegenyse, siunčia signalus į kai kurias ląsteles ir slopina kitas, kad sustiprintų ir susilpnintų prietaisų atmintį. 

Tyrimui vadovavo Cunjiang Yu, Dorothy Quiggle karjeros plėtros inžinerijos mokslo ir mechanikos docentė ir biomedicinos inžinerijos bei medžiagų mokslo ir inžinerijos docentė. 

Tyrimas buvo paskelbtas Gamtos elektronika. 

Sinaptinio tranzistoriaus projektavimas

Komanda sukūrė sinapsinį tranzistorių, kuris būtų integruotas į robotus ar nešiojamus įrenginius, ir gali naudoti dirbtinį intelektą (AI) funkcijoms optimizuoti. 

„Žmogaus smegenis atspindintys robotai ir nešiojami prietaisai, naudojantys sinaptinį tranzistorių, gali naudoti jo dirbtinius neuronus, kad „mokytųsi“ ir pritaikytų savo elgesį“, – sakė Yu. „Pavyzdžiui, jei nusideginame ranką ant viryklės, skauda, ​​ir žinome, kad kitą kartą jos neliesti reikia. Tie patys rezultatai bus įmanomi įrenginiams, kuriuose naudojamas sinapsinis tranzistorius, nes dirbtinis intelektas gali „mokytis“ ir prisitaikyti prie savo aplinkos. 

Žmogaus smegenų atspindys 

Yu teigia, kad dirbtiniai neuronai prietaise buvo sukurti taip, kad veiktų kaip neuronai ventralinėje tegmentinėje srityje, kuri yra nedidelis žmogaus smegenų segmentas. Neuronai pirmiausia apdoroja ir perduoda informaciją, išskirdami neurotransmiterius savo sinapsėse, kurios paprastai yra nervų ląstelių galuose. Sužadinamieji neurotransmiteriai tada suaktyvina kitų neuronų aktyvumą ir yra susiję su prisiminimų stiprinimu. Kita vertus, slopinantys neurotransmiteriai sumažina kitų neuronų aktyvumą, o tai reiškia, kad jie yra susiję su atminties susilpnėjimu. 

"Skirtingai nei visos kitos smegenų sritys, ventralinės tegmentinės srities neuronai gali tuo pačiu metu išleisti ir sužadinančius, ir slopinančius neuromediatorius", - sakė Yu. „Sukūrus sinaptinį tranzistorių, kad jis veiktų su abiem sinapsinėmis elgsenomis vienu metu, reikia mažiau tranzistorių, palyginti su įprastine integruota elektronikos technologija, kuri supaprastina sistemos architektūrą ir leidžia įrenginiui taupyti energiją. 

Tyrėjai norėjo modeliuoti minkštus, tamprius biologinius audinius, todėl gamindami įrenginį rėmėsi tampriomis dvisluoksnėmis puslaidininkinėmis medžiagomis. Tai leido jį ištempti ir pasukti naudojimo metu. Tačiau įprasti tranzistoriai buvo per standūs ir deformuodami suges. 

"Tranzistorius yra mechaniškai deformuojamas ir funkcionaliai perkonfigūruojamas, tačiau vis tiek išlaiko savo funkcijas, kai yra plačiai ištemptas." Yu pasakė. „Jis gali būti pritvirtintas prie roboto ar nešiojamo prietaiso, kad tarnautų kaip jų išorinė oda.