МФТИ: создан гибкий искусственный синапс для искусственного глаза

Команде исследователей из МФТИ, ИТМО и Сколтеха удалось создать искусственный гибкий синапс - часть нейрона, которая служит для передачи нервного импульса. Гибкий синапс станет основой для создания искусственного глаза, а также может лечь в основу нейропроцессоров для особых нейроморфных компьютеров.

Об этом "Газете.Ru" рассказали в МФТИ.

Большинство нейросетевых задач исполняется на удаленных серверах, запросы к которым поступают через интернет. Это требует огромных затрат энергии, а количество запросов со временем лишь растет. Решить проблему призвано нейроморфное ("похожее на мозг") аппаратное обеспечение, архитектура которого будет намного лучше "заточена" для работы с нейросетями, чем традиционные процессоры.

Основные функциональные единицы мозга — это нейроны и синапсы, которые соединяют нейроны друг с другом. Параметры синапсов определяют, как сигналы передаются от одного нейрона к другому, насколько они усиливаются или ослабляются. По сути, именно эти межнейронные "мостики" или "шлюзы" отвечают за память, а процессы обучения являются не чем иным, как настройкой их проницаемости для электрических импульсов.

Ученые МФТИ вместе с коллегами смогли создать искусственный синапс — гибкий мемристор с краткосрочной памятью, управляемый гибридными сигналами — электрическими и световыми.

Мемристор — это резистор, сопротивление которого изменяется при прохождении электрических сигналов и сохраняется в течение некоторого времени. За счет своих свойств они могут быть элементами нейропроцессоров или нейроконтроллеров для использования в качестве "умных камер", или элементной базой "электронных нервных систем" роботов, а также применяться для энергоэффективного решения многих нелинейных задач, с которыми классические компьютеры не справляются.

В частности, разработку ученые планируют использовать для создания искусственных глаз.

"Зрительная информация обрабатывается живыми организмами в несколько этапов. Сначала происходит детектирование на сенсорах в сетчатке: палочками и колбочками. Затем фотосигнал передается в нейроны зрительного нерва, которые генерируют импульсы для обработки в зрительной коре мозга. Нам удалось создать оптоэлектронный искусственный синапс из микрокристалла галогенидного перовскита и электродов из углеродных нанотрубок, который реализует все эти функции в одном устройстве. При этом размеры использованных микрокристаллов совпадают с размерами палочек и колбочек, а обеспечение работы устройства на гибкой подложке позволяет рассчитывать на интеграцию наших мемристоров в массивы, расположенные на изогнутой поверхности — прямо как в биологическом глазе", — рассказал "Газете.Ru" один из ведущих разработчиков проекта, старший научный сотрудник лаборатории функциональных материалов и устройств для наноэлектроники МФТИ Антон Ханас.