Учёные Университета Лобачевского разработали электронную систему из двух искусственных нейронов, соединённых мемристором. Устройство имитирует принципы работы биологических нервных сетей: нейроны обмениваются импульсами и подстраивают ритм друг под друга. Разработка может пригодиться в робототехнике и биомедицине — для нейропротезов и систем реабилитации.
Система состоит из двух нейронов и мемристора между ними, который выполняет роль синапса. Первый нейрон генерирует импульсы, передаёт их второму, и при определённых условиях второй начинает подстраивать свой ритм под первый — происходит синхронизация. Учёные получили несколько режимов такой работы, подтвердив, что мемристоры могут служить адаптивными искусственными синапсами. Это позволяет обрабатывать сигналы не через сложные вычисления, а за счёт взаимодействия элементов, как в живом мозге.
В перспективе такие системы могут использоваться для обработки данных с датчиков, распознавания образов и в системах управления роботами. Отдельное направление — биомедицина: анализ нервных сигналов, нейроинтерфейсы, нейропротезы. Работа выполнена при поддержке программы «Приоритет-2030» и Российского научного фонда. Ректор ННГУ Олег Трофимов отметил, что разработка станет основой для нового поколения энергоэффективных нейроморфных устройств.
«Наша разработка может быть использована при создании энергоэффективных нейроморфных систем — электронных устройств, работа которых частично повторяет принципы обработки информации в биологических нейронных сетях. В отличие от обычных вычислительных систем такие устройства могут обрабатывать сигналы непосредственно за счёт взаимодействия искусственных нейронов и изменения связей между ними. В перспективе подобные системы могут применяться для обработки сигналов от различных датчиков, распознавания изменяющихся во времени сигналов и образов, а также в робототехнике и системах автоматического управления», — пояснил руководитель исследования, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории мемристорной наноэлектроники НОЦ «Физика твердотельных наноструктур» Университета Лобачевского Иван Кипелкин.
Источник: www.ferra.ru