دانشمندان با الگو گرفتن از مغز، دستگاهی اختراع کرده‌اند که می‌تواند با گذشت زمان و به وسیله ارتباط برقرار کردن، آموزش ببیند.
*** یادگیری و تقلید از مغز انسان
به گزارش پژواک [1]، در یک آزمایش مشهور، ایوان پاولوف [2]، فیزیولوژیست روسی به سگ [3] خود یاد داد که غذا را با صدای زنگ ارتباط دهد، به طوری که سگ با شنیدن صدا شروع به پریشانی می‌کند.
این نمایشی از یادگیری و شرطی‌سازی بود، اینکه چگونه تجربیات و خاطرات ما می‌توانند منجر به پیوند ایده‌های غیر مرتبط در مغز ما با گذشت زمان شوند.
پژوهشگران دانشگاه نورت وسترن آمریکا و دانشگاه هنگ‌کنگ، با تقلید این روش یادگیری، چیزی به نام (ترانزیستور سیناپسی) به وجود آوردند که مانند مغز، اطلاعات را همزمان پردازش و ذخیره می‌کند و می‌تواند با گذشت زمان به همان روش یاد بگیرد و از مغز انسان تقلید کند.
دانشمندان می‌گویند این فنآوری می‌تواند از انرژی کمتری نسبت به رایانه‌های سنتی برخوردار باشد و حتی در صورت خرابی برخی از اجزای سازنده می‌تواند به طور نرمال کار کند.
*** اساس و نحوه عملکرد این دستگاه
مغز دارای سیناپسی است که نورون‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند و با استفاده از مواد شیمیایی به نام انتقال دهنده‌های عصبی پیام‌هایی را بین آن‌ها منتقل می‌کند.
تقویت ارتباط بین دو نورون منجر به ایجاد حافظه می‌شود.
تیم با الهام از این فرآیند، ترانزیستور [4] سیناپسی [1] را تولید کردند، یک دستگاه آلی، الکتروشیمیایی که می‌تواند یون‌ها را به دام بیندازد.
یون‌ها مانند انتقال دهنده‌های عصبی رفتار می‌کنند و به دام انداختن آن‌ها باعث می‌شود تا ترانزیستور فعالیت قبلی را به خاطر بسپارد.
این فرآیند به دستگاه اجازه می‌دهد تا با گذشت زمان اتصالات ایجاد کند.
این تیم دستگاه را برای ارتباط نور با فشار مشروط کردند.
این پژوهشگران، به جای زنگ و غذا در آزمایش پاولوف، مدار را طوری تنظیم کردند که با کم و زیاد کردن نور یک لامپ [5] ال‌ای‌دی و فشار انگشت بلافاصله بعد از آن، نور و فشار را به هم ربط دهد.
دستگاه با کمک مواد الکتروشیمیایی آلی، حافظه [6] پیدا کرد و مدار [7] پس از پنج دور تمرین، نور را به فشار ربط داد، تا حدی که نور به تنهایی هم توانست فشار را تحریک کند.
در واقع پس از چندین دوره آموزشی، مدار ارتباط معناداری بین نور و فشار ایجاد کرد و فقط پس از یک چشمک زدن نور شروع به تولید سیگنال متناظر با فشار می‌کند.
*** قابلیت انعطاف‌پذیری سیناپس
جاناتان ریونای، استادیار مهندسی پزشکی در دانشگاه نورت وسترن در خصوص جزئیات این دستگاه، اظهار داشت:
اگرچه رایانه مدرن برجسته است، اما مغز انسان می‌تواند به راحتی در برخی از کارهای پیچیده و غیر ساختاری مانند تشخیص الگو، کنترل موتور و یکپارچه‌سازی چند حسی بهتر از آن عمل کند.
این به لطف قابلیت انعطاف‌پذیری سیناپس است که عنصر اصلی ساخت قدرت محاسباتی مغز است.
این سیناپس‌ها مغز را قادر می‌سازد تا به صورت کاملاً موازی، متحمل خطا و کم مصرف کار کند.
*** سازگاری با محیط‌های بیولوژیک
به گزارش پژواک [1]، شایان ذکر است، بر اساس اظهارات محققان دانشگاه نورت وسترن در سال‌های اخیر، پژوهشگران برای ترکیب واحد‌های پردازش و حافظه مانند مغز انسان، از مقاومت حافظه‌دار یا (ممریستورها) استفاده کرده‌اند، اما آن‌ها هم انرژی زیادی مصرف می‌کنند و از لحاظ زیستی سازگاری کمتری دارند، یعنی نمی‌توان آن‌ها را در مصارف بیولوژیکی به کار برد.
اما این مدار می‌تواند حسگر‌های داخلی بیشتری داشته باشد و با سایر لوازم الکترونیک ادغام شود تا کاربرد در محل و کم‌مصرف را، امکان‌پذیر کند.
این دستگاه، چون با محیط‌های بیولوژیک سازگار است، می‌تواند مستقیم با بافت زنده ارتباط برقرار کند، امری که برای ابزار‌های بیوالکترونیک نسل بعدی ضروری است.
انتهای پیام///