Мозг в наномасштабе: как революционная технология изменит материалы будущего

Публикация: 24.11.2022
Источник Комментарии

Мозг в наномасштабе: как революционная технология изменит материалы будущего

Новое исследование провели в Институте Бернала Университета Лимерика (англ. University of Limerick’s , UL) в Ирландии. Международная группа ученых создала тип органического материала, который учится на своем поведении. Также, как это делает мозг.

Что сделали ученые?

Ученые создали слой молекул толщиной два нанометра. Для сравнения, это в 50 000 раз тоньше волоса. Его особенность в том, что он обладает способностью запоминать события по мере прохождения электронов. В итоге, вероятность переключения и значения состояний включения/выключения постоянно меняется в молекулярном материале. Именно это обеспечивает революционную альтернативу обычным цифровым переключателям на основе кремния, которые могут быть либо включенными, либо выключенными.

Концепция цифрового мозга. Иллюстрация: ru.freepik.com

Исследовательская группа продемонстрировала новые материалы и их свойства, используя электрические измерения. 

Ионы-протоны-электроны

Объединив быстрый перенос электронов с более медленным связыванием протонов, ограниченным диффузией, ученые имитировали новое динамическое поведение синапсов на молекулярном уровне. Аналогично работают ионы кальция или нейромедиаторы, объясняют авторы в статье.

Особенность ионов кальция в том, что они играют важную роль при передаче нервных импульсов, сократимости мышц, участвуют в процессе свертывания крови. А кроме того, являются кофакторами многих ферментных реакций. Патологи часто используют определение уровня кальция для проведения диагностически и прогностически значимых тестов.

Мозг. Иллюстрация: ru.freepik.com

Уникальное «поведение» материала также отражает все функции математической логики, необходимые для глубокого обучения — подмножества машинного обучения в рамках искусственного интеллекта.

Удался и рефлекс Павлова

Оказалось, что материал успешно имитировал синаптическое поведение Павлова, похожее на «стимул и ответ». Напомним, Иван Петрович Павлов, физиолог и лауреат Нобелевской премии, обнаружил, что собак и других животных можно заставить непроизвольно реагировать на вознаграждение, что стало идеологией классической обусловленности.

Концепция цифрового мозга. Иллюстрация: ru.freepik.com

В итоге, ученым удалось имитировать пластичность синаптических нейронных соединений. Именно там происходит передача электрических нервных импульсов между двумя нейронами. Исследователи давно знают, что кремниевая технология работает совершенно иначе, чем мозг. Именно поэтому ученые использовали новые типы электронных материалов на основе мягких молекул для имитации компьютерных сетей, подобных мозгу.

Зачем это нужно?

Исследователи упомянули, что метод и новый материал пригодится для работы динамических молекулярных систем, которые будут управляться другими стимулами в будущем, например, светом. Разработка позволит футуристическим (пока) материалам будущего менять пластичность, запоминать и принимать форму других объектов.

«Это только начало. Нас ждет разработка устойчивых альтернативных технологий для решения серьезных проблем в области энергетики, окружающей среды и здоровья», — заключают ученые.

Читать далее:

Скоро на Землю обрушится магнитная буря

Названа главная опасность лунной миссии «Артемида»

Раскрыт истинный смысл мумификации: все это время ученые ошибались


Понравилась статья? Поделись с друзьями!

LongReef Team Автор статьи: LongReef Team
17
Нет Комментариев.
Но, вы можете быть первыми кто его оставит

Авторизуйся что бы оставить свой коммент...

Популярные Статьи

«Хайтек» пообщался с онлайн-университетом Skypro и узнал, на что обратить внимание людям, которые...
03.12.2022
Одна из самых давних фундаментальных загадок биологии связана с плохо изученным происхождением...
01.12.2022
Рассказываем, что происходит с наукой в экстремальных условиях регионов России.
28.11.2022
Ученых по всему миру занимают одни и те же темы — они занимаются проблемами, которые улучшат наше...
28.11.2022
В России каждый день тысячи исследователей работают над новыми открытиями. Но многие из них,...
28.11.2022
Как скоро людей заменят роботы? На какой стадии развития находится искусственный интеллект? К чему...
26.11.2022
Исследователи впервые установили форму галактического гало Млечного Пути. Разреженная невидимая...
25.11.2022
Смартфоны и цифровая революция изменили то, как мы воспринимаем реальность и общаемся друг с...
24.11.2022
Международное бюро мер и весов подготовило дорожную карту по изменению определения секунды. По...
23.11.2022
Астрофизики РУДН собрали важнейшие открытия современной космологии с 1917 года по наше время....
23.11.2022
Астрофизики представили новую теорию, которая раскрывает историю формирования сверхмассивных звезд...
20.11.2022
Когда речь идет о шуме, считается, что он только вредит. Даже информационным двигателям. Теперь...
19.11.2022
Столкновение магнитного поля планеты со звездным ветром вызывает не только красивое природное...
18.11.2022
Несколько неудачных попыток, и, все таки, миссия Artemis 1 стартовала. «Хайтек» рассказывает...
16.11.2022
Статистика показывает, что большая часть пользователей не уделяет внимания кибергигиене и отношению...
16.11.2022
Финские ученые и инженеры открыли новый тип сверхпроводящих кубитов — унимон. «Хайтек»...
16.11.2022
Количество людей, проживающих по всему миру, увеличилось в 4 раза меньше чем за 100 лет. «Хайтек»...
15.11.2022
Буткемпы подразумевают интенсивное обучение новой профессии: они позволяют освоить азы...
14.11.2022
Ученые восстановили подвижность у девяти парализованных пациентов. Они не остановились на этом...
14.11.2022
Нейтринная обсерватория IceCube помогла ученым впервые заглянуть в сердце активной галактики NGC...
12.11.2022
ООН опубликовало предварительный отчет о том, что происходило с климатом последнее время. «Хайтек»...
10.11.2022
Тысячи лет люди пытаются выяснить, откуда произошли люди и все живое на Земле. Есть основная...
09.11.2022
Ученые совершили прорыв в медицине: эритроциты, выращенные в лаборатории, наконец-то перелили...
09.11.2022
Прошла почти неделя после того, как довольный Илон Маск принес раковину в офис Twitter. С тех пор...
08.11.2022
Когда дроны только появились, исследователи даже не понимали их полного потенциала. А теперь эти...
07.11.2022
Необычное астрономическое явление, кажется, подтверждает альтернативную теорию гравитации, также...
06.11.2022
Раз в тысячу лет Земля страдает от загадочных радиационных бурь. Что их вызывает — неизвестно,...
06.11.2022
Исследователи представили концепцию романтического антропоморфизма. Она предполагает придание...
05.11.2022
Исследователи из Великобритании, США, Австралии и Италии провели детективное расследование, чтобы...
04.11.2022
Впервые физики наблюдали новые квантовые эффекты в топологическом изоляторе при комнатной...
04.11.2022
Спутники на протяжении десятилетий отслеживают, как меняется климат на планете. Но этим влияние...
03.11.2022
Большие данные открывают новые возможности в мире технологий все более быстрыми темпами. Это уже...
03.11.2022
При столкновении нейтронных звезд происходит много интересного. Теперь ученые придумали, как...
03.11.2022
Астрофизики обнаружили в звездных скоплениях необычное поведение, которое нельзя объяснить с точки...
02.11.2022
Китай завершает строительство собственной космической станции. 31 октября на орбиту отправлен...
01.11.2022
Бессонница также может быть связана с заболеваниями или приемом определенных лекарств. Лечение...
31.10.2022
Физики создали первый экзотический конденсат Бозе — Эйнштейна. Это открытие окажет влияние на...
28.10.2022
Самая известная картина Леонардо да Винчи привлекает миллионы туристов загадочным взглядом, который...
28.10.2022
Ученые часто говорят об «апокалипсисе насекомых». «Хайтек» изучил исследования последних пяти лет,...
27.10.2022
Согласно 20-летнему исследованию, проведенному в Швеции, средиземноморская диета не снижает...
26.10.2022
Тень Луны пересекла фактически всю Евразию во время второго и последнего в 2022 году солнечного...
25.10.2022
Инженеры из Университета Дьюка разработали новую систему доставки для лечения рака, чтобы вылечить...
25.10.2022
В 2013 году коллаборация IceCube сообщила об уникальном наблюдении. Его не могли объяснить почти 10...
25.10.2022
Примерно в 80-140 км от побережья в Намибии есть миллионы сказочных кругов — круглые промежутки в...
25.10.2022
Человек с мертвым мозгом, то есть с полным отсутствием мозговой активности, может казаться просто...
25.10.2022
Новое исследование показало, что всего шесть минут пассивно отслеживаемых данных о перемещениях в...
24.10.2022
Недалеко от Земли есть планета, известная как Проксима Центавра b. Возможно, там есть жизнь, но мы...
24.10.2022
Последнее в 2022 году Солнечное затмение произойдет 25 октября. Затмение будет частным, но в...
24.10.2022
К сожалению, в последнее время теория плоской Земли набирает популярность. «Хайтек» рассказывает,...
23.10.2022
Менее чем за 10 лет с момента секвенирования полного генома неандертальца, ученые узнали много о...
21.10.2022
Международная группа физиков впервые подтвердила важное теоретическое предсказание в квантовой...
21.10.2022
Ученые могут сделать квантовый мир реальностью, однако на их пути есть много препятствий. Одно из...
21.10.2022
Сейчас на Марсе работает несколько миссий. Его фотографируют, по поверхности планеты катаются...
20.10.2022
Ученые извлекли ДНК из останков людей, захороненных в чумных ямах, которые использовались для...
20.10.2022
В пятницу, 21 октября, звездный дождь Орионид достигнет своего пика в этом году. Жители Земли в...
20.10.2022
Недостаток сна, как и нарушение его режима, серьезно влияют на физическое и психическое здоровье....
18.10.2022
Земля пережила несколько глобальных вымираний, но одно потрясло ее большое остальных. После него...
14.10.2022
Каменные резные фигуры, установленные на острове Пасхи, пострадали в результате лесного пожара....
13.10.2022
В последние несколько лет туризм перестал быть простым — закрытые границы, дорогие билеты и...
12.10.2022
Природа часто дает ученым идеи, как лучше реализовать то или иное инженерное решение. Недавно в...
12.10.2022