Los científicos de Jülich junto con sus colegas de Aachen y Turín han producido un elemento de memoria hecho de nanocables que funciona de manera muy similar a una célula nerviosa biológica. El componente puede guardar y procesar información, así como recibir numerosas señalesParalelamente, la celda de conmutación resistiva hecha de nanocables de cristal de óxido está demostrando ser el candidato ideal para su uso en la construcción de procesadores "neuromórficos" bioinspirados, capaces de asumir las diversas funciones de las sinapsis y neuronas biológicas.
Las computadoras han aprendido mucho en los últimos años. Gracias al rápido progreso en inteligencia artificial, ahora pueden conducir automóviles, traducir textos, derrotar a campeones mundiales en ajedrez y mucho más. Al hacerlo, uno de los mayores desafíos esen el intento de reproducir artificialmente el procesamiento de la señal en el cerebro humano. En las redes neuronales, los datos se almacenan y procesan en gran medida en paralelo. Las computadoras tradicionales, por otro lado, trabajan rápidamente las tareas en sucesión y distinguen claramente entre el almacenamiento y el procesamientode información. Como regla general, las redes neuronales solo pueden simularse de una manera muy engorrosa e ineficiente utilizando hardware convencional.
Los sistemas con chips neuromórficos que imitan la forma en que funciona el cerebro humano ofrecen ventajas significativas. Los expertos en el campo describen este tipo de computadora bioinspirada como capaz de trabajar de manera descentralizada, teniendo a su disposición una multitud de procesadores, que, comolas neuronas en el cerebro están conectadas entre sí por redes. Si un procesador se descompone, otro puede asumir su función. Además, al igual que en el cerebro, donde la práctica conduce a una mejor transferencia de señal, un procesador bioinspirado debería tenercapacidad de aprender
"Con la tecnología de semiconductores actual, estas funciones ya se pueden lograr en cierta medida. Sin embargo, estos sistemas son adecuados para aplicaciones particulares y requieren mucho espacio y energía", dice la Dra. Ilia Valov de Forschungszentrum Jülich. "Nuestros dispositivos de nanocables están hechos deLos cristales de óxido de zinc pueden procesar e incluso almacenar información inherentemente, además de ser extremadamente pequeños y energéticamente eficientes ", explica el investigador del Instituto Peter Grünberg de Jülich.
Durante años, a las células memristivas se les ha atribuido las mejores posibilidades de ser capaces de asumir la función de las neuronas y las sinapsis en las computadoras con bioinspiración. Alteran su resistencia eléctrica dependiendo de la intensidad y dirección de la corriente eléctrica que fluye a través de ellas. En contraste contransistores convencionales, su último valor de resistencia permanece intacto incluso cuando la corriente eléctrica está apagada. Por lo tanto, los memorizadores son fundamentalmente capaces de aprender.
Para crear estas propiedades, los científicos de Forschungszentrum Jülich y RWTH Aachen University utilizaron un solo nanocable de óxido de zinc, producido por sus colegas de la universidad politécnica de Turín. Con un tamaño de aproximadamente diez milésimas de milímetro, este tipo deEl nanocable es mil veces más delgado que un cabello humano. El componente de memoria resultante no solo ocupa una pequeña cantidad de espacio, sino que también puede cambiar mucho más rápido que la memoria flash.
Los nanocables ofrecen propiedades físicas novedosas prometedoras en comparación con otros sólidos y se usan, entre otras cosas, en el desarrollo de nuevos tipos de células solares, sensores, baterías y chips de computadora. Su fabricación es comparativamente simple. Los nanocables resultan de la deposición por evaporación de materiales específicosen un sustrato adecuado, donde prácticamente crecen por sí mismos.
Para crear una celda que funcione, ambos extremos del nanocable deben estar unidos a metales adecuados, en este caso platino y plata. Los metales funcionan como electrodos y, además, liberan iones activados por una corriente eléctrica adecuada. El metalLos iones pueden extenderse sobre la superficie del cable y construir un puente para alterar su conductividad.
Sin embargo, los componentes hechos de nanocables individuales están todavía demasiado aislados para ser de uso práctico en chips. En consecuencia, el siguiente paso planeado por los investigadores de Jülich y Turín es producir y estudiar un elemento memristivo, compuesto de un elemento relativamente mayorgrupo fácil de generar de varios cientos de nanocables que ofrece funcionalidades más emocionantes.
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Materiales proporcionado por Forschungszentrum Juelich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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