Esnek, Giyilebilir Sinaptik Transistör Robotları Akıllı Hale Getiriyor

Penn State mühendislerinden oluşan bir ekip, robotları ve giyilebilir cihazları daha akıllı hale getirebilecek bir esnek, giyilebilir sinaptik transistör geliştirdi. Ekibin geliştirdiği cihaz, beynin nöronları gibi çalışarak bazı hücrelere sinyal gönderir ve diğerlerini inhibe eder, böylece cihazların hafızalarını güçlendirir ve zayıflatır.

Araştırma, Cunjiang Yu tarafından yürütüldü. Yu, Mühendislik Bilimi ve Mekaniği alanında Dorothy Quiggle Kariyer Geliştirme Associate Profesörü ve aynı zamanda biyomedikal mühendisliği ve malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü.

Araştırma Nature Electronics‘te yayımlandı.

Sinaptik Transistörün Tasarlanması

Ekibin tasarladığı sinaptik transistör, robotlar veya giyilebilir cihazlar içinde entegre edilebilir ve yapay zeka (AI) kullanarak fonksiyonlarını optimize edebilir.

“İnsan beynini taklit eden, sinaptik transistör kullanan robotlar ve giyilebilir cihazlar, yapay nöronlarını kullanarak ‘öğrenebilir’ ve davranışlarını adapte edebilir” dedi Yu. “Örneğin, elimizi bir ocakta yakarsak, acır ve bir daha dokunmamaya çalışırız. Sinaptik transistör kullanan cihazlar için de aynı sonuçlar mümkün olacak, çünkü yapay zeka ortamına ‘öğrenebilir’ ve adapte olabilir.”

İnsan Beynini Taklit Etme

Yu, cihazdaki yapay nöronların, insan beyninin ventral tegmental alanı gibi çalışması için tasarlandığını söyledi. Nöronlar, sinapsislerinde nörotransmitterler salgılayarak bilgi işler ve iletirler. Sinapsisler genellikle nöron hücrelerinin uçlarında bulunur. Excitatory nörotransmitterler, diğer nöronların aktivitesini tetikleyerek hafızayı güçlendirirken, inhibitory nörotransmitterler, diğer nöronların aktivitesini azaltarak hafızayı zayıflatır.

“Beyninin diğer bölgelerinden farklı olarak, ventral tegmental alanındaki nöronlar, aynı anda hem excitatory hem de inhibitory nörotransmitterler salgılayabilir” dedi Yu. “Sinaptik transistörü, aynı anda hem sinaptik davranışlarla çalışacak şekilde tasarlayarak, geleneksel entegre elektronik teknolojisine göre daha az transistöre ihtiyaç duyulur, bu da sistem mimarisini basitleştirir ve cihazın enerji tasarrufu yapmasını sağlar.”

Araştırmacılar, esnek, biyolojik dokuları modellemek istedikleri için, cihazın üretiminde esnek, iki katmanlı yarı iletken malzemeler kullandılar. Bu, cihazın kullanım sırasında esneyip bükülmesine olanak tanıdı. Ancak geleneksel transistörler çok sertti ve deformasyona uğradıklarında kırılırlardı.”

“Transistör, mekanik olarak deforme edilebilir ve fonksiyonel olarak yeniden yapılandırılabilir, ancak genişletildiğinde bile fonksiyonlarını korur” dedi Yu. “Bir robota veya giyilebilir cihaza en dıştaki deri olarak takılabilir.”