فراوری سخت افزار های کامپیوتری شبیه به مغز انسان ممکن می گردد - درگ فایل

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، کامپیوتر های کلاسیک از مقادیر باینری یعنی صفر و یک برای انجام کار استفاده می نمایند. در مقابل، سلول های مغز ما می توانند از مقادیر بیشتری برای کار استفاده نمایند و این باعث می گردد توان آن ها بیشتر از کامپیوتر باشد. به همین دلیل است که دانشمندان به محاسبات نورومورفیک (با عملکردی شبیه به مغز) علاقه مند هستند.

فیزیکدانان دانشگاه گرونینگن (هلند) با استفاده از یک اکسید با ساختار پیچیده، عناصری شبیه به نورون ها و سیناپس های مغز ساختند.

اگرچه کامپیوتر ها بسیار سریع تر از انسان می توانند محاسبات ساده را انجام دهند، اما مغز ما در کار هایی مانند تشخیص اشیاء از ماشین های سیلیکون یعنی کامپیوتر ها پیشی می گیرد. علاوه بر این، مغز ما انرژی کمتری نسبت به کامپیوتر ها مصرف می نماید. بخشی از این را می توان با نحوه عملکرد مغز ما شرح داد؛ در حالی که کامپیوتر از سیستم دوتایی استفاده می نماید (با مقادیر 0 یا 1)، سلول های مغز می توانند سیگنال های آنالوگ بیشتری را با طیف وسیعی از مقادیر ارائه دهند.

عملکرد مغز ما را می توان در کامپیوتر ها شبیه سازی کرد، اما ساختار اصلی هنوز به یک سیستم باینری متکی است. به همین دلیل دانشمند به دنبال راه هایی برای گسترش این فناوری هستند و سخت افزاری شبیه به مغز را ایجاد نمایند.

تامالیکا بانرجی، استاد اسپینترونیک مواد کاربردی در موسسه مواد پیشرفته زرنیک، دانشگاه گرونینگن، می گوید: یک ایده، ایجاد بیت های مغناطیسی است که قادراند حالت های میانی داشته باشند.

وی در حوزه اسپینتروینک کار می نماید، که از ویژگی مغناطیسی الکترون به نام اسپین برای انتقال، دستکاری و ذخیره اطلاعات استفاده می نماید.

در این مطالعه، آن ها فیلم های نازکی از یک فلز فرومغناطیسی (اکسید استرانسیم-روتنات، SRO) ایجاد شده روی یک لایه از اکسید تیتانات استرانسیم ایجاد کردند. این فیلم نازک حاوی دامنه های مغناطیسی عمود بر صفحه فیلم بود. گوسنز از محققان این پروژه می گوید: این ها می توانند با کارایی بیشتری نسبت به دامنه های مغناطیسی درون صفحه ای سوئیچ شوند.

با انطباق با شرایط رشد، می توان جهت گیری بلوری را در SRO کنترل کرد. پیش از این، دامنه های مغناطیسی خارج از صفحه با استفاده از روش های دیگر ساخته شده بودند، اما معمولاً به ساختار های لایه ای پیچیده احتیاج است.

دامنه های مغناطیسی را می توان با استفاده از جریان به وسیله یک الکترود پلاتین در بالای SRO جابه جا کرد. گوسنز می گوید: هنگامی که دامنه های مغناطیسی کاملاً عمود بر فیلم قرار بگیرند، کل دامنه تغییر خواهد نمود.

با این حال، هنگامی که دامنه های مغناطیسی کمی کج می شوند، پاسخ احتمالی است یعنی همه دامنه ها یکسان نیستند و مقادیر میانی هنگامی اتفاق می افتد که فقط بخشی از بلور های دامنه سوئیچ نموده باشد.

دانشمندان می توانند با انتخاب نوع زیرلایه که SRO روی آن رشد می نماید، ناهمسانگردی مغناطیسی این ساختار را کنترل نمایند. این موضوع به آن ها اجازه می دهد تا دو دستگاه مختلف اسپینترونیک فراوری نمایند.

گووسنز می گوید: این ناهمسانگردی مغناطیسی دقیقاً همان چیزی است که ما می خواستیم. سوئیچینگ احتمالی با عملکرد نورون ها مقایسه می گردد، در حالی که سوئیچینگ قطعی بیشتر شبیه یک سیناپس است.

دانشمندان انتظار دارند که در آینده با ترکیب این حوزه های مختلف در یک دستگاه اسپینترونیک که می تواند به مدار های مبتنی بر سیلیکون متصل گردد، سخت افزار کامپیوتری شبیه مغز ایجاد نمایند. علاوه بر این، سوئیچینگ احتمالی امکان محاسبات تصادفی را فراهم می نماید، که یک فناوری امیدوارنماینده است.