Мы в социальных сетях:



Заметили ошибку в тексте?
Выделите её мышкой и
нажмите Ctrl + Enter

Сайт о паранормальных явлениях и уфологии

«Истина где-то рядом»

Мистические тайны Гурджиева. Часть вторая: Гурджиев и Сталин / РГО
-----
Перемещения во времени. Создание богов. Магия / Тот.
-----
Перемещения во времени. Парадигма. Фаза «ГАЙА» / Тот.
-----
Все наши авторы

Если Вы стали очевидцем НЛО или любого другого паранормального явления, или у Вас есть история из жизни связанная с необъяснимыми явлениями, то присылайте материал на e-mail: info@salik.biz или через форму обратной связи, или регистрируйтесь на сайте и разместите свою историю сами на форуме. А так же Вы можете размещать свои статьи (Как разместить статью)

Симбиоз мозг — компьютер: первые попытки срастить нейрон с микросхемой

Симбиоз мозг — компьютер: первые попытки срастить нейрон с микросхемой

Ученые из Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского (участник «Проекта 5-100») работают над созданием адаптивного нейроинтерфейса, состоящего из сопрягающихся нейрональных сетей мозга и электронных нейроморфных систем на основе мемристоров.

Эта работа является одной из первых попыток совместить живую биологическую культуру с биоподобной нейронной сетью на основе мемристоров.

В 1971 году в статье профессора Калифорнийского университета Леона Чуа (Leon Chua) был впервые упомянут мемристор. Чуа теоретически предсказал наличие еще одного элемента электрических цепей наряду с сопротивлением, индуктивностью и емкостью, назвав его «мемристор».

Мемристивный чип в корпусе, размещенный в стандартном контактирующем устройстве (для тестирования параметров мемристивных наноструктур) / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)Мемристивный чип в корпусе, размещенный в стандартном контактирующем устройстве (для тестирования параметров мемристивных наноструктур) / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)

Об этом определении до сих пор спорят, как спорят и насчет фундаментального вопроса: что такое мемристор? Изначально он был придуман как новый элемент электрических цепей, но сейчас многие считают, что мемристор несет в себе определенное расширение функциональных возможностей резистора: мемристор — «резистор с памятью».

В отличие от обычного резистора (сопротивления), который определяет линейную зависимость тока от напряжения, мемристор — нелинейный элемент, сопротивление которого зависит от «предыстории», — например, от того, какой ток через него протекал. Он как бы «запоминает», что через него пропускали, и его состояние меняется в зависимости от этого. Такое адаптивное поведение мемристора очень схоже с тем, что мы можем встретить в природе, — в частности, в нервной системе, где эту роль играет синапс. Соответственно, биоподобные мемристорные системы — это системы, для которых базовым элементом является мемристор.

Что касается устройств таких систем, здесь могут существовать разные подходы, и ученые ННГУ предлагают свой вариант.

Схема совмещения живых нейронов с нейронной сетью на основе мемристоров (ННГУ) / ННГУСхема совмещения живых нейронов с нейронной сетью на основе мемристоров (ННГУ) / ННГУ

На базе НИФТИ ННГУ и Нижегородского нейронаучного центра разрабатывается адаптивный нейроинтерфейс, в котором, с одной стороны, присутствует живая культура, а с другой — нейронная сеть на основе мемристоров. Мемристорные нейронные сети будут сопряжены с многоэлектродной системой регистрации и стимуляции биоэлектрической активности культуры нейронов, выполняющей функцию анализа и классификации сетевой динамики живых клеток.

Ученые ННГУ и оборудование для формирования мемристивных наноструктур (установка плазменного реактивного травления) / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)Ученые ННГУ и оборудование для формирования мемристивных наноструктур (установка плазменного реактивного травления) / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)

В данный момент ученые исследуют возможность построения обратной связи, в рамках которой выходной сигнал с мемристорной сети будет применяться для стимуляции биологической сети — то есть впервые реализуется процесс обучения живой клеточной культуры.

Прототип искусственной нейронной сети на основе гибридной аналогово-цифровой электронной схемы и мемристивного чипа / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)Прототип искусственной нейронной сети на основе гибридной аналогово-цифровой электронной схемы и мемристивного чипа / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)

В качестве живой культуры ученые используют искусственно выращенную нейрональную культуру клеток мозга. Но, в принципе, можно также использовать и срез живой ткани.

По сравнению с мировыми конкурентами, ставящими задачу «соединения живого мира и искусственных архитектур» (например, проект RAMP), преимущество проекта ННГУ состоит в том, что квалифицированные специалисты в разных областях — физики и технологии создания мемристивных наноструктур, моделирования нейронных сетей, проектирования электронных схем, нейродинамики и нейробиологии — сосредоточены как территориально, так и организационно в рамках одного университета.

Заведующий Лабораторией физики и технологии тонких пленок НИФТИ ННГУ имени Н. И. Лобачевского, кандидат физико-математических наук Алексей Михайлов / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)Заведующий Лабораторией физики и технологии тонких пленок НИФТИ ННГУ имени Н. И. Лобачевского, кандидат физико-математических наук Алексей Михайлов / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)

Поясняет заведующий Лабораторией физики и технологии тонких пленок НИФТИ ННГУ имени Н. И. Лобачевского, кандидат физико-математических наук Алексей Михайлов: «Мы пытаемся создать прототип нейронной сети на основе мемристоров, которая по своему внутреннему устройству и функциональности подобна биологической нервной системе. Благодаря локальности мемристивного эффекта (соответствующие явления происходят в наномасштабе) и использованию современных стандартных технологий микроэлектроники можно будет получить на одном чипе большое количество нейронов и синапсов. Это отдаленная перспектива, к которой мы стремимся. То есть на кристалле, на чипе можно „вырастить“ человеческий мозг. Пока мы делаем вещи попроще: пытаемся создавать гибридные электронные схемы, в которых какие-то функции реализуются на базе традиционной электроники (транзисторы), а какие-то новые функции, которые трудно реализовать в железе, обеспечиваются на основе мемристоров».

Ученые ННГУ в ходе исследования параметров адаптивного отклика мемристивных устройств / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)Ученые ННГУ в ходе исследования параметров адаптивного отклика мемристивных устройств / Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)

Цель проекта — создание компактных электронных устройств на основе мемристоров, воспроизводящих свойство синаптической пластичности и функционирующих в составе биоподобных нейронных сетей в сопряжении с живыми биологическими культурами. Применение гибридных нейросетей на основе мемристоров открывает удивительные перспективы. Во-первых, мемристор может помочь уместить мощности современных суперкомпьютеров на одном чипе. Во-вторых, можно будет создавать роботов, управляющих искусственно выращенной нейрональной культурой. В-третьих, такие «мозгоподобные» системы могут использоваться для замещения части живой нервной системы электронной в случае ее повреждения или заболевания.

Источник:

Поделиться в социальных сетях:


+18
55
Распечатать
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...
Читайте еще
Пишут в блогах
Интересное видео