Робототехніка
Еластичний синаптичний транзистор, який можна носити, робить робототехніку розумнішою
Команда інженерів Penn State створила еластичний синаптичний транзистор, який можна носити, який може зробити робототехніку та носимі пристрої розумнішими. Пристрій, розроблений командою, працює як нейрони в мозку, надсилаючи сигнали до одних клітин і пригнічуючи інші, щоб посилити або послабити пам’ять пристроїв.
Дослідження очолив Куньцзян Юй, Дороті Квігл, доцент кафедри інженерних наук і механіки та доцент кафедри біомедичної інженерії та матеріалознавства та інженерії.
Дослідження було опубліковано в Електроніка природи.
Проектування синаптичного транзистора
Команда розробила синаптичний транзистор для інтеграції в роботів або носимих пристроїв, і він може використовувати штучний інтелект (AI) для оптимізації функцій.
«Віддзеркалюючи людський мозок, роботи та носимі пристрої, що використовують синаптичний транзистор, можуть використовувати його штучні нейрони для «навчання» та адаптації своєї поведінки», — сказав Ю. «Наприклад, якщо ми обпікаємо руку на плиті, це боляче, і ми знаємо, що наступного разу не торкаємось до неї. Ті ж результати будуть можливими для пристроїв, які використовують синаптичний транзистор, оскільки штучний інтелект здатний «навчатися» та адаптуватися до свого середовища».
Віддзеркалення людського мозку
Ю каже, що штучні нейрони в пристрої були розроблені для роботи як нейрони у вентральній тігментальній області, яка є невеликим сегментом людського мозку. Нейрони спочатку обробляють і передають інформацію, вивільняючи нейромедіатори у своїх синапсах, які зазвичай розташовані на кінцях нервових клітин. Збудливі нейромедіатори потім запускають активність інших нейронів і пов’язані з покращенням пам’яті. З іншого боку, гальмівні нейромедіатори знижують активність інших нейронів, тобто вони пов’язані з ослабленням пам’яті.
«На відміну від інших областей мозку, нейрони вентральної тегментальної області здатні вивільняти як збудливі, так і гальмівні нейромедіатори одночасно», — сказав Ю. «Завдяки розробці синаптичного транзистора для роботи з обома синаптичними характеристиками одночасно, потрібно менше транзисторів порівняно зі звичайною інтегрованою електронною технологією, яка спрощує архітектуру системи та дозволяє пристрою економити енергію».
Дослідники хотіли змоделювати м’які, еластичні біологічні тканини, тому для виготовлення пристрою вони покладалися на еластичні двошарові напівпровідникові матеріали. Це дозволяло йому розтягуватися та скручуватися під час використання. Але звичайні транзистори були надто жорсткими і зламувалися при деформації».
«Транзистор механічно деформується і функціонально реконфігурується, але все ще зберігає свої функції при значному розтягуванні». Ю сказав. «Він може прикріплюватися до робота або переносного пристрою, щоб служити їх зовнішньою оболонкою».
