El transistor sináptico es reconfigurable, lo que significa que se puede torcer y doblar, y seguir siendo funcional, como demuestran los investigadores Cunjiang Yu (izquierda), Dorothy Quiggle Career Development, profesora asociada de Ingeniería, Ciencias y Mecánica (ESM), y el estudiante graduado de ESM Hyunseok Shim. esta foto. Los transistores convencionales, por otro lado, son rígidos y pueden romperse después de doblarse. Crédito:Kelby Hochreither/Penn State. Todos los derechos reservados.
La robótica y los dispositivos portátiles pronto podrían volverse un poco más inteligentes con la adición de un transistor sináptico portátil y elástico desarrollado por ingenieros de Penn State. El dispositivo funciona como neuronas en el cerebro para enviar señales a algunas células e inhibir otras para mejorar y debilitar la memoria de los dispositivos.
Dirigido por Cunjiang Yu, Dorothy Quiggle Career Development Associate Professor of Engineering Science and Mechanics y profesor asociado de ingeniería biomédica y de ciencia e ingeniería de materiales, el equipo diseñó el transistor sináptico para integrarlo en robots o dispositivos portátiles y usar inteligencia artificial para optimizar funciones. Los detalles se publicaron el 29 de septiembre en Nature Electronics .
"Reflejando el cerebro humano, los robots y los dispositivos portátiles que usan el transistor sináptico pueden usar sus neuronas artificiales para 'aprender' y adaptar sus comportamientos", dijo Yu. "Por ejemplo, si nos quemamos la mano en una estufa, duele y sabemos que debemos evitar tocarla la próxima vez. Los mismos resultados serán posibles para los dispositivos que usan el transistor sináptico, ya que la inteligencia artificial es capaz de 'aprender' y adaptarse a su entorno."
Según Yu, las neuronas artificiales del dispositivo fueron diseñadas para funcionar como neuronas en el área tegmental ventral, un pequeño segmento del cerebro humano ubicado en la parte superior del tronco encefálico. Las neuronas procesan y transmiten información mediante la liberación de neurotransmisores en sus sinapsis, normalmente ubicadas en los extremos de las células neurales. Los neurotransmisores excitatorios desencadenan la actividad de otras neuronas y se asocian con la mejora de los recuerdos, mientras que los neurotransmisores inhibidores reducen la actividad de otras neuronas y se asocian con el debilitamiento de los recuerdos.
"A diferencia de todas las demás áreas del cerebro, las neuronas en el área tegmental ventral son capaces de liberar neurotransmisores inhibidores y excitatorios al mismo tiempo", dijo Yu. "Al diseñar el transistor sináptico para operar con ambos comportamientos sinápticos simultáneamente, se necesitan menos transistores en comparación con la tecnología electrónica integrada convencional, lo que simplifica la arquitectura del sistema y permite que el dispositivo conserve energía".
Para modelar tejidos biológicos blandos y elásticos, los investigadores utilizaron materiales semiconductores bicapa estirables para fabricar el dispositivo, lo que le permite estirarse y torcerse mientras está en uso, según Yu. Los transistores convencionales, por otro lado, son rígidos y se romperán cuando se deformen.
"El transistor es mecánicamente deformable y funcionalmente reconfigurable, pero aún conserva sus funciones cuando se estira mucho", dijo Yu. "Se puede unir a un robot o dispositivo portátil para que sirva como su piel más externa". Dispositivo de memoria neuromórfica que simula neuronas y sinapsis
