Grafen kluczem do budowy chipów przyszłości? Będą działać podobnie do ludzkiego mózgu

Komputery, które działają jak ludzki mózg, od dawna są marzeniem naukowców i inżynierów. Jednym z najważniejszych pytań, które pozostaje do dzisiaj bez odpowiedzi, jest to, jakie materiały mogą posłużyć do ich konstrukcji? Odpowiedź jest prosta — grafen.
Grafen podstawą chipów neuromorficznych?
Grafen podstawą chipów neuromorficznych?

Dla współczesnych komputerów to krzem jest “złotym standardem”. Nie powinno to nikogo dziwić, bo pierwiastek ten jest wydajny, a przy tym stosowany od lat, a więc i sprawdzony. Ale aby zbudować komputer naśladujący w działaniu ludzki mózg, trzeba użyć innych materiałów. Naukowcy z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin stworzyli tranzystory synaptyczne oparte na grafenie. Szczegóły opisano w Nature Communications.

Komputery, które myślą jak mózgi, mogą zrobić o wiele więcej niż dzisiejsze urządzenia. A dzięki naśladowaniu synaps możemy nauczyć te urządzenia uczenia się w locie, nie wymagając ogromnych metod szkoleniowych, które pochłaniają tak wiele energii.Jean Anne Incorvia z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin

Grafen nowym krzemem?

Inżynierowie połączyli grafen z nafionem, tworząc szkielet tranzystora synaptycznego. Połączone materiały wykazują zachowania podobne do synaps, m.in. wzmacnianie ścieżek w czasie, gdy są używane, co stanowi rodzaj neuronowej pamięci. W praktyce oznacza to, że urządzenia mogą stawać się lepsze w różnych zadaniach, np. rozpoznawaniu obrazów.

Ciekawe jest to, że grafenowe tranzystory są biokompatybilne i mogą wchodzić w interakcje z żywymi komórkami. Mogą zatem stać się podstawą implantów przyszłości zintegrowanych z ludzkim ciałem.

Czytaj też: Grafen pozwolił na uchwycenie atomów „pływających” w cieczy

Opracowana technologia może przydać się także w innych gałęziach przemysłu, np. do budowy dronów czy autonomicznych samochodów – wszędzie tam, gdzie niezbędny jest nowy paradygmat obliczeniowy.

Biokompatybilność, elastyczność i miękkość naszych sztucznych synaps jest niezbędna. W przyszłości przewidujemy ich bezpośrednią integrację z ludzkim mózgiem, torując drogę dla futurystycznych protez mózgu.Dmitry Kireev, badacz podoktorski z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin

Technologia może przydać się w budowie chipów neuromorficznych. Zainteresowali się tym wiodące firmy, m.in. Intel i Samsung. Bez użycia nowych materiałów (jak grafen), przełom w chipach neuromorficznych nie nadejdzie.