Tranzistor Sinaptic Elastic și Purtabil Face Roboții Mai Inteligenți

O echipă de ingineri de la Penn State a creat un tranzistor sinaptic elastic și purtabil care ar putea face roboții și dispozitivele purtabile mai inteligente. Dispozitivul dezvoltat de echipă funcționează ca neuronii din creier, trimițând semnale unor celule și inhibând altele pentru a îmbunătăți și slăbi memoria dispozitivelor.

Cercetarea a fost condusă de Cunjiang Yu, profesor asociat de științe și mecanică biomedicală și profesor asociat de inginerie și științe ale materialelor.

Cercetarea a fost publicată în Nature Electronics.

Proiectarea Tranzistorului Sinaptic

Echipa a proiectat tranzistorul sinaptic pentru a fi integrat în roboți sau dispozitive purtabile, și poate utiliza inteligența artificială (IA) pentru a optimiza funcțiile.

„Reflectând creierul uman, roboții și dispozitivele purtabile care utilizează tranzistorul sinaptic pot utiliza neuronii săi artificiali pentru a ‘învăța’ și a se adapta comportamentului lor,” a spus Yu. „De exemplu, dacă ne ardem mâna pe o sobă, ne doare, și știm să o evităm data viitoare. Rezultatele aceleași vor fi posibile pentru dispozitivele care utilizează tranzistorul sinaptic, deoarece inteligența artificială poate ‘învăța’ și se adapta la mediul său.”

Reflectarea Creierului Uman

Yu spune că neuronii artificiali din dispozitiv au fost proiectați pentru a funcționa ca neuronii din aria tegmentală ventrală, care este un segment mic al creierului uman. Neuronii procesează și transmit informații prin eliberarea de neurotransmițători la sinapsele lor, care sunt de obicei localizate la capetele celulelor neuronale. Neurotransmițătorii excitatori declanșează activitatea altor neuroni și sunt asociați cu îmbunătățirea memoriei. Pe de altă parte, neurotransmițătorii inhibitori reduc activitatea altor neuroni, ceea ce înseamnă că sunt asociați cu slăbirea memoriei.

„În contrast cu toate celelalte zone ale creierului, neuronii din aria tegmentală ventrală sunt capabili să elibereze atât neurotransmițători excitatori, cât și inhibitori în același timp,” a spus Yu. „Prin proiectarea tranzistorului sinaptic pentru a funcționa cu ambele comportamente sinaptice simultan, sunt necesari mai puțini tranzistori în comparație cu tehnologia electronică integrată convențională, ceea ce simplifică arhitectura sistemului și permite dispozitivului să conserve energie.”

Cercetătorii au dorit să modeleze țesuturi biologice moi și elastice, astfel că au utilizat materiale semiconductoare bilayer elastice pentru a fabrica dispozitivul. Acest lucru a permis dispozitivului să se întindă și să se răsucească în timpul utilizării. Dar tranzistorii convenționali erau prea rigizi și se rupeau atunci când erau deformați.”

„Tranzistorul este mecanic deformabil și funcțional reconfigurabil, și încă păstrează funcțiile sale atunci când este întins extensiv.” Yu a spus. „Poate fi atașat la un robot sau dispozitiv purtabil pentru a servi ca pielea sa exterioară.”