Científicos de Jülich, junto con colegas de Aquisgrán y Turín, han producido un elemento memristivo hecho de nanocables que funciona de manera muy similar a una célula nerviosa biológica. El componente puede guardar y procesar información, así como recibir numerosas señales en paralelo. La celda de conmutación resistiva hecha de nanocables de cristal de óxido es, por lo tanto, un candidato ideal para su uso en la construcción de procesadores "neuromórficos" bioinspirados, capaz de asumir las diversas funciones de las sinapsis biológicas y las neuronas.

Las computadoras han aprendido mucho en los últimos años. Gracias al rápido progreso de la inteligencia artificial, ahora pueden conducir automóviles, traducir textos, derrotar a campeones del mundo de ajedrez, y mucho más además. Al hacerlo, Uno de los mayores desafíos radica en el intento de reproducir artificialmente el procesamiento de señales en el cerebro humano. En redes neuronales, los datos se almacenan y procesan en gran medida en paralelo. Computadoras tradicionales, por otra parte, trabajar rápidamente en las tareas en sucesión y distinguir claramente entre el almacenamiento y el procesamiento de información. Como una regla, Las redes neuronales solo se pueden simular de una manera muy engorrosa e ineficiente utilizando hardware convencional.

Los sistemas con chips neuromórficos que imitan la forma en que funciona el cerebro humano ofrecen ventajas significativas. Este tipo de computadoras funcionan de manera descentralizada, teniendo a su disposición multitud de procesadores, cuales, como neuronas en el cerebro, están conectados entre sí por redes. Si un procesador se avería, otro puede asumir su función. Qué es más, como en el cerebro donde la práctica conduce a una mejor transferencia de señal, un procesador bioinspirado debe tener la capacidad de aprender.

"Con la tecnología de semiconductores actual, estas funciones ya son alcanzables en cierta medida. Estos sistemas son, sin embargo, adecuado para aplicaciones particulares y requiere mucho espacio y energía, ", dice la Dra. Ilia Valov de Forschungszentrum Jülich." Nuestros dispositivos de nanocables hechos de cristales de óxido de zinc pueden procesar e incluso almacenar información de forma inherente, y son extremadamente pequeños y energéticamente eficientes ".

Durante años, Se ha atribuido a las células memristivas las mejores posibilidades de asumir la función de las neuronas y las sinapsis en las computadoras bioinspiradas. Alteran su resistencia eléctrica dependiendo de la intensidad y la dirección de la corriente eléctrica que fluye a través de ellos. A diferencia de los transistores convencionales, su último valor de resistencia permanece intacto incluso cuando la corriente eléctrica está apagada. Por tanto, los memristores son fundamentalmente capaces de aprender.

Para crear estas propiedades, Los científicos de Forschungszentrum Jülich y RWTH Aachen University utilizaron un solo nanocable de óxido de zinc, elaborado por sus colegas de la universidad politécnica de Turín. Midiendo aproximadamente un 10, Milésima de milímetro de tamaño, este tipo de nanoalambre tiene más de 1, 000 veces más delgado que un cabello humano. El componente memristivo resultante no solo ocupa una pequeña cantidad de espacio, pero también es capaz de cambiar mucho más rápido que la memoria flash.

Los nanocables ofrecen propiedades físicas novedosas y prometedoras en comparación con otros sólidos y se utilizan, entre otras cosas, en el desarrollo de nuevos tipos de células solares. sensores, baterías y chips de computadora. Su fabricación es comparativamente sencilla. Los nanocables son el resultado de la deposición por evaporación de materiales específicos sobre un sustrato adecuado, donde prácticamente crecen por sí mismos.

Para crear una célula funcional, Ambos extremos del nanoalambre deben estar unidos a metales adecuados, en este caso platino y plata. Los metales funcionan como electrodos, y además, liberar iones activados por una corriente eléctrica adecuada. Los iones metálicos pueden extenderse sobre la superficie del cable y construir un puente para alterar su conductividad.

Los componentes hechos de nanocables individuales son, sin embargo, todavía demasiado aislado para ser de uso práctico en chips. Como consecuencia, el siguiente paso que están planeando los investigadores de Jülich y Turín es producir y estudiar un elemento memristivo, compuesto por un mayor, relativamente fácil de generar un grupo de varios cientos de nanocables que ofrecen funcionalidades más interesantes.