عسل؛ آینده تراشه‌های کامپیوتری نورومورفیک

آی‌تی‌من- وقتی به تراشه‌های کامپیوتری فکر می‌کنیم، شاید آخرین چیزی که در این رابطه به ذهن‌مان برسد، عسل باشد؛ اما مهندسان دانشگاه ایالتی واشنگتن (WSU)معتقدند که عسل می‌تواند کلید ساخت کامپیوترهای دوست‌دار محیط‌زیست و در عین حال آنقدر پرقدرت باشد که بتواند از ساختار مغز انسان تقلید کند. این شیوه از رایانش، که به منظور شبیه‌سازی نرون‌های عصبی موجود در مغز طراحی می‌شود، رایانش نورومورفیک یا عصبی نامیده می‌شود.

با وجود تمامی پیشرفت‌های کامپیوترهای امروزی و سرعت بالاتر آنها در پردازش مقادیر عظیمی‌از داده‌هاست؛ مغز انسان هنوز از جنبه انطباق با شرایط و خلاقیت در حل مساله، دست بالا را دارد. به همین دلیل است که از رایانش نورومورفیک، به عنوان آینده فناوری نام برده می‌شود. 

رایانش نورومورفیک، به عنوان حدفاصلی بین مغز انسان و فناوری در نظر گرفته می‌شود که امکان ایجاد سیستم‌های خودکار با قابلیت شبیه‌سازی شناخت انسان را فراهم می‌کند.

چنین سیستم‌های می‌توانند بسیار سریع‌تر و کم‌مصرف‌تراز بهترین کامپیوترهای شخصی امروزی باشند.

حالا به نظر می‌رسد که عسل می‌تواند در تحقق این ابزارهای آینده نقشی کلیدی ایفا کنند.

محققان دانشگاه WSU توانسته‌اند با عسل، یک حافظه مقاومت‌دار یا ممریستور (memristor) تولید کنند.

ممریستور، قطعه‌ای مانند ترانزیستور است که مانند مغز انسان، امکان پردازش و ذخیره‌سازی داده در حافظه را به طور هم‌زمان فراهم می‌کند. این ابزارها بسیار کوچک‌اند و در تحقیقات دانشگاه واشنگتن نیز، ممریستورهایی با قطر یک تار مو ساخته شده است. اما به منظور انجام کارایی‌های مورد نظر در آینده، همچنان باید ابعاد آنها را کوچک‌تر کرد. زیرا مغز انسان دارای بیش از 100 میلیارد رشته عصبی یا بیش از 1000 تریلیون سیناپس است و برای ساخت یک سیستم رایانشی نورومورفیک کارآمد و پرقدرت، باید میلیون‌ها و بلکه میلیاردها ممریستور را در آن قرار داد. 

هدف تعیین شده برای ابعاد این ممریستورها، یک هزارمتار موی انسان است و به این ترتیب باید بتوان آنها را در ابعاد نانو تولید کرد.

فنگ ژئو، استادیار مدرسه مهندسی و دانش رایانه دانشگاه ایالتی واشنگتن، در کنار برندون سوئکا، نویسندگان تحقیق مورد اشاره هستند.

ژائو با مقایسه ممریستور ساخته شده از عسل با رشته عصبی مغز انسان، می‌گوید که ممریستور ساخته شده در عین ابعاد کوچک، عملکرد مشابهی نیز دارد.

محققان برای دستیابی به نتیجه دلخواه، از عسل واقعی استفاده کرده‌اند. آنها عسل را به شکل جامد درآورده و برای شبیه‌سازی سیناپس، آن را بین دو الکترود فلزی قرار دادند.

ممریستور عسلی در این تحقیقات، توانست کارکرد سیناپس‌های مغز را شبیه‌سازی کند. این مساله با تواناییدستگاه برای روشن و خاموش شدن سریع با سرعتیمشابه مغز انسان - بین 100 تا 500 نانوثانیه - اندازه گیری شد.

علاوه بر کارایی مشاهده شده، عسل یک مزیت دیگر هم دارد و آن، قابلیت زیست‌تخریب‌پذیری کامل این ماده طبیعی است. 

نتایج تحقیق یاد شده در ژورنال فیزیک کاربردی منتشر شده است.