Estructura del transistor neuronal, que contiene una escama 2D de MoS2. Crédito:S. G. Hu et al. © 2017 IOP Publishing
(Phys.org) —Los investigadores han construido un nuevo tipo de "transistor neuronal", un transistor que se comporta como una neurona en un cerebro vivo. Estos dispositivos podrían formar los componentes básicos del hardware neuromórfico que pueden ofrecer capacidades computacionales sin precedentes. como el aprendizaje y la adaptación.
Los investigadores, S. G. Hu y coautores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de China y la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, han publicado un artículo sobre el transistor neuronal en un número reciente de Nanotecnología .
Para que un transistor se comporte como una neurona biológica, debe ser capaz de implementar funciones similares a las neuronas, en particular, funciones de suma ponderada y umbral. Estos se refieren a la capacidad de una neurona biológica para recibir señales de entrada ponderadas de muchas otras neuronas, y luego sumar los valores de entrada y compararlos con un valor de umbral para determinar si disparar o no. El cerebro humano tiene decenas de miles de millones de neuronas, y realizan constantemente funciones de suma y umbral ponderadas muchas veces por segundo que juntas controlan todos nuestros pensamientos y acciones.
En el nuevo estudio, los investigadores construyeron un transistor neuronal que actúa como una sola neurona, capaz de funciones de suma ponderada y umbral. En lugar de estar hechos de silicio como los transistores convencionales, el transistor neuronal está hecho de una escama bidimensional de disulfuro de molibdeno (MoS 2 ), que pertenece a una nueva clase de semiconductores llamados dicalcogenuros de metales de transición.
Para demostrar el comportamiento neuronal del transistor neuronal, los investigadores demostraron que se puede controlar mediante una puerta o dos puertas simultáneamente. En este último caso, el transistor neuronal implementa una función de suma. Demostrar, los investigadores demostraron que el transistor neuronal puede realizar una tarea de conteo análoga a mover las cuentas en un ábaco de dos cuentas, junto con otras funciones lógicas.
Una de las ventajas del transistor neuronal es su velocidad de funcionamiento. Aunque ya se han construido otros transistores de neuronas, normalmente operan a frecuencias inferiores o iguales a 0,05 Hz, que es mucho más baja que la tasa de activación promedio de las neuronas biológicas de aproximadamente 5 Hz. El nuevo transistor neuronal funciona en un amplio rango de frecuencia de 0,01 a 15 Hz, que los investigadores esperan ofrecerá ventajas para el desarrollo de hardware neuromórfico.
En el futuro, los investigadores esperan agregar más puertas de control al transistor neuronal, creando un modelo más realista de una neurona biológica con sus muchas entradas. Además, los investigadores esperan integrar transistores neuronales con memristores (que se consideran el dispositivo más adecuado para implementar sinapsis) para construir sistemas neuromórficos que puedan funcionar de manera similar al cerebro.
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