Een paar materiaalwetenschappelijke en technische onderzoekers van de Northwestern University hebben een onderzoek uitgevoerd naar opkomende neuromorfe apparaten en architecturen die mogelijk worden gemaakt door het gebruik van nanomaterialen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Nanotechnologie , Vinod Sangwan en Mark Hersam schetsen de drie belangrijkste soorten nanomaterialen die de veel grotere componenten die momenteel in computersystemen worden gebruikt, zouden kunnen vervangen.

Zoals Sangwan en Hersam opmerken, computertechnologie staat op een kruispunt. Zowel computerwetenschappers als gebruikers willen een voortzetting van de vooruitgang die de afgelopen decennia is geboekt in de toekomst. De apparaten van vandaag vertegenwoordigen een zeer aanzienlijke verbetering ten opzichte van die van slechts twee of drie decennia geleden. Maar er zijn twee belangrijke obstakels vlak over de horizon die dergelijke verbeteringen in de toekomst zullen voorkomen:omvang en kracht.

Ingenieurs komen steeds dichter bij de fysieke beperkingen van computerchips - de natuurkunde dicteert dat microschakelingen alleen zo klein kunnen worden gemaakt. Dit betekent dat er iets anders voor in de plaats zal moeten komen als computers door willen gaan. Het andere probleem is de hoeveelheid energie die computers gebruiken. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat de typen neurale netwerken die voor de toekomst zijn gepland, meer energie nodig hebben. Sommigen schatten dat er meer voor nodig zou zijn dan er tegenwoordig in de hele wereld wordt geproduceerd. In deze nieuwe poging de onderzoekers pakken het tweede probleem aan en suggereren dat het antwoord ligt in het maken van computers met nanomaterialen. Ze gaan verder met een onderzoek naar dergelijke apparaten en architecturen die momenteel de focus zijn van onderzoeksinspanningen.

Om hun onderzoek uit te voeren, de onderzoekers splitsen wat ze omschrijven als neuromorfe apparaten op in drie soorten nanomaterialen:nuldimensionaal, eendimensionaal en tweedimensionaal. Ze merken op dat elk zijn voor- en nadelen heeft, zoals de optische eigenschappen van 0D-fotonische systemen en de gelijkenis van 1-D nanomaterialen met buisvormige axonen. Zelfs de grootste van de groep, tweedimensionale nanomaterialen, kan worden gebruikt voor zaken als synaptische weerstanden of als structuur voor geheugenchips met meerdere niveaus. Ze merken ook op dat alle drie soorten nanomaterialen een aanzienlijke synaptische plasticiteit vertonen, die dergelijke apparaten dichter bij het nabootsen van het menselijk brein zouden brengen.

© 2020 Wetenschap X Netwerk