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新的芯片是基于一种超薄材料,这种材料可以根据不同波长的光改变电阻。vwin徳赢官网
新的芯片是基于一种超薄材料,这种材料可以根据不同波长的光改变电阻。vwin徳赢官网

摘要:
来自皇家墨尔本理工大学的研究人员从一个新兴的生物技术工具——光遗传学——中获得灵感,开发出一种可以复制大脑储存和丢失信息的装置。

电子芯片模仿大脑在瞬间制造记忆:工程师们已经用一种电子芯片模拟人脑,这种芯片利用光来创造和修改记忆。

墨尔本,澳大利亚7月19日发布,2019年

光遗传学使科学家们能够以难以置信的精度深入研究人体的电气系统,利用光来操纵神经元,使它们能够被打开或关闭。

新的芯片是基于一种超薄材料,这种材料可以根据不同波长的光改变电阻,vwin徳赢官网使之能够模仿神经元的工作方式来存储和删除大脑中的信息。

研究小组组长苏美特·瓦利亚博士说,这项技术使我们更接近人工智能(ai),它可以利用大脑的全部复杂功能。

“我们的视觉基因芯片模仿了自然界最好的计算机——人脑的基本生物学原理,”瓦利亚说。

“能够存储,删除和处理信息对于计算至关重要,大脑能非常有效地做到这一点。

“我们可以通过在芯片上使用不同的颜色来模拟大脑的神经方式。

“这项技术使我们在快速发展的道路上走得更远,高效安全的基于光的计算。

“这也使我们离实现仿生大脑更近了一步,仿生大脑是一种可以像人类一样从环境中学习的芯片。”

Taimur Ahmed博士,该研究的主要作者发表在《高级功能材料》上,他说,能够在人工芯片上复制神经行为为跨部门的研究提供了令人兴奋的途径。

“这项技术为研究人员创造了巨大的机会,让他们更好地了解大脑以及它是如何受到干扰神经连接的紊乱的影响的,就像阿尔茨海默病和痴呆症,”艾哈迈德说。

研究人员,来自RMIT的功能材料和微系统研究小组,也证明了该芯片可以执行逻辑运算——信息处理——为类似大脑的功能勾选另一个盒子。

在RMIT的Micronano研究机构开发,该技术与现有电子设备兼容,并在一个灵活的平台上进行了演示。用于集成到可穿戴电子设备中。

芯片的工作原理:

神经连接通过电脉冲在大脑中发生。当微小的能量峰值达到一定的电压阈值时,神经元结合在一起——你开始创造记忆。

在芯片上,光被用来产生光电流。在不同颜色之间切换会导致电流从正反向到负。

这个方向开关,或极性偏移,相当于神经连接的结合和断裂,一种使神经元连接(并诱导学习)或抑制(并诱导遗忘)的机制。

这类似于光遗传学,光诱导的神经元改变会导致它们开启或关闭,使能或抑制与链中下一个神经元的连接。

为了开发技术,研究人员使用了一种称为黑磷(BP)的材料,这种材料在本质上是有缺陷的。

这通常是光电子学的问题,但通过精密工程,研究人员能够利用缺陷创造新的功能。

“缺陷通常被认为是需要避免的,但在这里,我们用它们来创造一些新颖和有用的东西,”艾哈迈德说。

“这是为我们面临的技术挑战寻找解决方案的创造性方法。”

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61-499-515-417

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“多层黑磷缺陷多功能光电治理”,与RMIT的伊恩·波特爵士纳米生物传感设备的合著者一起,科罗拉多州立大学澳大利亚国立大学和昆士兰理工大学,发表在《高级功能材料》(doi:10.1002/adfm.201901991)上。

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