Los bits de la computadora son binarios, con un valor de cero o uno. Por el contrario, las neuronas del cerebro pueden tener muchos estados internos, dependiendo de la entrada que reciban. Esto permite que el cerebro procese la información de una manera más eficiente desde el punto de vista energético que una computadora. Los físicos de la Universidad de Groningen (UG) están trabajando en memristores hechos de titanato de estroncio dopado con niobio, que imitan la función de las neuronas. Sus resultados fueron publicados en el Revista de física aplicada el 21 de octubre.

El investigador de UG Anouk Goossens, el primer autor del artículo, memristores probados hechos de titanato de estroncio dopado con niobio. La conductividad de los memristores se controla mediante un campo eléctrico de forma analógica:"Usamos la capacidad del sistema para cambiar la resistencia. Al aplicar pulsos de voltaje, podemos controlar la resistencia, y usando un voltaje bajo leemos la corriente en diferentes estados. La fuerza del pulso determina la resistencia en el dispositivo. Hemos demostrado que se puede realizar una relación de resistencia de al menos 1000. Luego medimos lo que sucedió a lo largo del tiempo ". Goossens estaba especialmente interesado en la dinámica temporal de los estados de resistencia.

Observó que la duración del pulso con el que se fijaba la resistencia determinaba cuánto duraba el recuerdo. Esto podría ser de una a cuatro horas para las legumbres que duran entre un segundo y dos minutos. Es más, descubrió que después de 100 ciclos de conmutación, el material no mostró signos de fatiga.

"Hay diferentes cosas que puedes hacer con esto, ", dice Goossens." Al 'enseñar' el dispositivo de diferentes maneras, usando diferentes pulsos, podemos cambiar su comportamiento ".

El hecho de que la resistencia cambie con el tiempo también puede ser útil. "Estos sistemas pueden olvidar, como el cerebro. Me permite utilizar el tiempo como parámetro variable ". Además, los dispositivos fabricados por Goossens combinan memoria y procesamiento en un solo dispositivo, que es más eficiente que la arquitectura de computadora tradicional en la que el almacenamiento (en discos duros magnéticos) y el procesamiento (en la CPU) están separados.

Goossens realizó los experimentos descritos en el documento durante un proyecto de investigación como parte del programa de maestría en Nanociencia de la Universidad de Groningen. El proyecto de investigación de Goossens se llevó a cabo dentro del grupo de estudiantes supervisado por la Dra. Tamalika Banerjee de Spintronics of Functional Materials. Ella ahora es un Ph.D. estudiante en el mismo grupo.

Antes de construir circuitos como cerebrales con su dispositivo, Goossens planea realizar experimentos para comprender qué sucede dentro del material. "Si no sabemos exactamente cómo funciona, no podemos resolver ningún problema que pueda ocurrir en estos circuitos. Así que tenemos que entender las propiedades físicas del material:¿qué hace? ¿y por qué?"

Las preguntas que Goossens quiere responder incluyen qué parámetros influyen en los estados que se logran. "Y si fabricamos 100 de estos dispositivos, ¿Funcionan todos igual? Si no lo hacen y hay una variación de dispositivo a dispositivo, eso no tiene por qué ser un problema. Después de todo, no todos los elementos del cerebro son iguales ".