Esnek, Giyilebilir Sinaptik Transistör Robotları Daha Akıllı Hale Getiriyor

Penn State mühendislerinden oluşan bir ekip, robotları ve giyilebilir cihazları daha akıllı hale getirebilecek esnek, giyilebilir bir sinaptik transistör yarattı. Ekip tarafından geliştirilen cihaz beyindeki nöronlar gibi çalışıyor, bazı hücrelere sinyaller gönderiyor ve diğerlerinin cihazların hafızalarını güçlendirmesini ve zayıflatmasını engelliyor. 

Araştırma, Mühendislik Bilimi ve Mekaniği Dorothy Quiggle Kariyer Geliştirme Doçenti ve biyomedikal mühendisliği ile malzeme bilimi ve mühendisliği doçenti Cunjiang Yu tarafından yönetildi. 

Araştırma yayınlandı Doğa Elektroniği. 

Sinaptik Transistörü Tasarlamak

Ekip, sinaptik transistörü robotlara veya giyilebilir cihazlara entegre edilecek şekilde tasarladı ve işlevleri optimize etmek için yapay zekayı (AI) kullanabilir. 

Yu, "Sinaptik transistörü kullanan insan beynini yansıtan robotlar ve giyilebilir cihazlar, yapay nöronlarını 'öğrenmek' ve davranışlarını uyarlamak için kullanabilir" dedi. “Örneğin, elimizi ocakta yakarsak canımız yanar ve bir dahaki sefere elimize dokunmamamız gerektiğini biliriz. Yapay zeka 'öğrenebildiği' ve çevresine uyum sağlayabildiği için aynı sonuçlar sinaptik transistör kullanan cihazlar için de mümkün olacak.” 

İnsan Beynini Aynalamak 

Yu, cihazdaki yapay nöronların, insan beyninin küçük bir bölümü olan ventral tegmental alandaki nöronlar gibi çalışacak şekilde tasarlandığını söylüyor. Nöronlar önce, genellikle nöral hücre uçlarında bulunan sinapslarında nörotransmitterleri serbest bırakarak bilgiyi işler ve iletir. Uyarıcı nörotransmiterler daha sonra diğer nöronların aktivitesini tetikler ve hafızaları güçlendirme ile ilişkilendirilir. Öte yandan, inhibitör nörotransmiterler, diğer nöronların aktivitesini azaltır, yani zayıflayan anılarla ilişkilendirilirler. 

Yu, "Beynin diğer tüm alanlarının aksine, ventral tegmental alandaki nöronlar aynı anda hem uyarıcı hem de engelleyici nörotransmiterleri serbest bırakabilir." Dedi. "Sinaptik transistörü aynı anda her iki sinaptik davranışla çalışacak şekilde tasarlayarak, sistem mimarisini basitleştiren ve cihazın enerji tasarrufu yapmasına izin veren geleneksel entegre elektronik teknolojisine kıyasla daha az transistöre ihtiyaç duyuluyor." 

Araştırmacılar yumuşak, esnek biyolojik dokuları modellemek istediler, bu nedenle cihazı imal etmek için gerilebilir iki katmanlı yarı iletken malzemelere güvendiler. Bu, kullanım sırasında esneyip bükülmesini sağladı. Ancak geleneksel transistörler çok katıydı ve deforme olduklarında kırılırlardı.” 

"Transistör mekanik olarak deforme olabilir ve işlevsel olarak yeniden yapılandırılabilir, ancak yine de geniş ölçüde gerildiğinde işlevlerini korur." Yu dedi. "En dış derileri olarak hizmet etmek için bir robota veya giyilebilir cihaza takılabilir."