میکروتراشه‌ای که مانند سلول‌های مغز رفتار می‌کند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا از ScienceAlert، مغز انسان به عنوان مقیاسی برای چگونگی عملکرد کامیپوتر عمل می‌کند اما کامپیوترها هیچ شباهتی به مغز انسان ندارند. البته این موضوع به‌زودی رفع می‌شود چراکه دانشمندان در حال توسعه تکنولوژی کامپیوتری هستند که با استفاده از نور، عملکرد سیناپس عصب را تقلید می‌کند و راه را برای سخت‌افزارهایی که سرعت پردازنده‌های مدرن را با قدرت مغز ترکیب می‌کنند، باز می‌کند.

مغز و کامپیوتر هر دو سیستم‌هایی هستند که می‌توانند اطلاعات را ذخیره، دستکاری و مدل‌سازی کنند؛ این تنها وجه اشتراک آنهاست. درحالی که پردازنده‌ها در کامپیوتر برای انجام عملکردشان از امواج الکتریکی با سوئیچ‌های کوچک خاموش و روشن استفاده می‌کنند، نورون‌ها از جریان‌های شیمیایی استفاده می‌کنند تا ضربه‌ها را در سراسر چندین کانال به نام «سیناپس» توزیع کند.

تفاوت‌های قابل توجهی میان این دو سیستم وجود دارد؛ هیچ سخت‌افزاری در ذخیره‌سازی، کارآمدی و توانایی نمی‌تواند به گرد پای مغز انسان هم برسد.

تیمی از محققان دانشگاه آکسفورد موفق به ساخت میکروتراشه‌ای شدند که در نوع خود منحصر به‌فرد است؛ این وسیله می‌تواند یک مدار یکپارچه فوتونیک خلق کند که مانند سیناپس عمل می‌کند. دانشمندان برای دهه‌ها در تلاش بودند تا قادر به توسعه و گسترش کامپیوترهایی شوند که بیشتر و بیشتر مانند مغز انسان رفتار می‌کند.

مغز از طریق یک شبکه از نورون‌ها و سیناپس‌ها قادر به پردازش و ذخیره مقادیر زیادی از اطلاعات به صورت همزمان است و برای انجام این کار تنها چندین وات انرژی استفاده می‌کند. در حالی که کامپیوترهای معمولی توانایی انجام چنین فرآیندی را ندارند.

در کامپیوتر برای انجام هرکاری یک واحد پردازشگر وجود دارد. مغز انسان یک سی پی یو در جلو یک هارد درایو در عقب ندارد. نورون‌ها در یک شبکه شاخه‌ای به‌هم متصل شده‌اند و با پل‌های سیناپسی کوچک از هم جدا شده‌اند.

سیناپس مصنوعی این تیم تحقیقاتی از ساختارهایی تشکیل شده که از مواد فاز متغیر ساخته شده است؛ این مواد با تغییر فاز حجم قابل توجهی از انرژی را ذخیره و آزادسازی می‌کند. امواج نوری از میان این مواد عبور می‌کنند و پالس‌های نوری به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که حالت منعطف سیناپس‌ها را تقلید می‌کنند.

مترجم: هانا حیدری