Учёные создали искусственный синапс, который работает как человеческий — на соли и воде

Международная группа физиков из Утрехтского университета в Нидерландах (Universiteit Utrecht) и Университета Соганг в Южной Корее (Sogang University) создала искусственный синапс — элемент, непосредственно участвующий в нервной и разумной деятельности человека. Открытие может помочь в создании искусственного мозга, который был бы способен производить вычисления, похожие на мыслительную деятельность человека.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Самое примечательное, что искусственный синапс как его живой аналог точно так же работает на воде и растворённых в ней минералах (ионах). Для простоты учёные использовали водный раствор хлорида калия, тогда как в химических и электрических процессах в живом синапсе участвуют ионы кальция. Тем самым искусственный мозг может быть проще цифровых платформ, более экономным в потреблении энергии и сможет превзойти их в выполнении алгоритмов искусственного интеллекта.

В основе представленного элемента лежит ионтронный мемристор, как его назвали исследователи. Прототип имеет размеры 150 × 200 мкм, что на несколько порядков больше размеров живого синапса. Искусственный синапс представляет ионный канал в форме конуса с содержимым в виде водного раствора хлорида калия. Проходящий через такой элемент электрический ток заставляет ионы перемещаться по каналу и менять объёмную плотность, а также проводимость канала.

Источник изображения: Utrecht University / Sogang University

Следовательно, интенсивность и продолжительность электрического импульса влияют на изменение проводимости мемристора. По мнению учёных, это эффективно отражает изменение связей между нейронами, где они соединяются посредством синапсов. В целом, это напоминает прохождение нервных сигналов по сети в головном мозге и может быть использовано для «генерации мыслей» — для выполнения алгоритмов. При этом можно создавать разные по длине каналы, что будет сопровождаться разной длительностью изменения плотности ионов. Из этого следует, что можно будет создать несколько отличающихся друг от друга вычислительных элементов. В общем, простора для исследований и открытий остаётся больше чем достаточно, чтобы в итоге получить интересный результат.