(Phys.org)—Onderzoekers hebben een nieuw type 'neurontransistor' gebouwd:een transistor die zich gedraagt ​​als een neuron in een levend brein. Deze apparaten kunnen de bouwstenen vormen van neuromorfe hardware die ongekende rekencapaciteiten kan bieden, zoals leren en aanpassen.

De onderzoekers, S. G. Hu en co-auteurs van de University of Electronic Science and Technology of China en de Nanyang Technological University in Singapore, hebben een artikel over de neurontransistor gepubliceerd in een recent nummer van Nanotechnologie .

Om ervoor te zorgen dat een transistor zich gedraagt ​​als een biologisch neuron, het moet in staat zijn om neuronachtige functies te implementeren, in het bijzonder gewogen sommatie- en drempelfuncties. Deze verwijzen naar het vermogen van een biologisch neuron om gewogen ingangssignalen van veel andere neuronen te ontvangen, en vervolgens de invoerwaarden optellen en vergelijken met een drempelwaarde om te bepalen of er al dan niet moet worden geschoten. Het menselijk brein heeft tientallen miljarden neuronen, en ze voeren constant vele malen per seconde gewogen sommatie- en drempelfuncties uit die samen al onze gedachten en acties beheersen.

In de nieuwe studie de onderzoekers construeerden een neurontransistor die werkt als een enkel neuron, in staat tot gewogen sommatie- en drempelfuncties. In plaats van gemaakt te zijn van silicium zoals conventionele transistors, de neurontransistor is gemaakt van een tweedimensionale vlok molybdeendisulfide (MoS ₂ ), die behoort tot een nieuwe klasse van halfgeleiders die overgangsmetaaldichalcogeniden worden genoemd.

Om het neuronachtige gedrag van de neurontransistor aan te tonen, de onderzoekers toonden aan dat het kan worden bestuurd door één poort of twee poorten tegelijk. In het laatste geval, de neurontransistor implementeert een sommatiefunctie. Laten zien, de onderzoekers toonden aan dat de neurontransistor een teltaak kan uitvoeren die analoog is aan het verplaatsen van de kralen in een telraam met twee kralen, samen met andere logische functies.

Een van de voordelen van de neurontransistor is de werksnelheid. Hoewel er al andere neurontransistors zijn gebouwd, ze werken meestal bij frequenties van minder dan of gelijk aan 0,05 Hz, wat veel lager is dan de gemiddelde vuursnelheid van biologische neuronen van ongeveer 5 Hz. De nieuwe neurontransistor werkt in een breed frequentiebereik van 0,01 tot 15 Hz, waarvan de onderzoekers verwachten dat het voordelen biedt voor de ontwikkeling van neuromorfe hardware.

In de toekomst, de onderzoekers hopen meer controlepoorten toe te voegen aan de neurontransistor, het creëren van een realistischer model van een biologisch neuron met zijn vele inputs. In aanvulling, de onderzoekers hopen neurontransistors te integreren met memristors (die worden beschouwd als het meest geschikte apparaat voor het implementeren van synapsen) om neuromorfe systemen te bouwen die op dezelfde manier kunnen werken als de hersenen.

© 2017 Fys.org