Représentation des neurones et des synapses dans le cerveau humain. La synapse agrandie représente la partie imitée à l'aide de dispositifs à semi-conducteurs. Crédit :Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
Une équipe de recherche dirigée par le directeur Myoung-Jae Lee du groupe de recherche sur les dispositifs et systèmes intelligents de la DGIST a réussi à développer un dispositif synaptique artificiel qui imite la fonction des cellules nerveuses (neurones) et des synapses responsables de la mémoire dans le cerveau humain.
Les synapses sont les points de rencontre des axones et des dendrites qui permettent aux neurones du cerveau humain d'envoyer et de recevoir des signaux nerveux; il existe des centaines de milliards de synapses dans le cerveau humain. L'équipe de recherche du Dr Lee, avec leurs collaborateurs, ont développé un dispositif synaptique artificiel de haute fiabilité avec plusieurs valeurs en structurant l'oxyde de tantale - un matériau trans-métallique - en deux couches de Ta
Le dispositif synaptique artificiel développé par l'équipe de recherche est un dispositif synaptique électrique qui simule la fonction des synapses dans le cerveau alors que la résistance de la couche d'oxyde de tantale augmente ou diminue progressivement en fonction de la force des signaux électriques. Il a surmonté les limitations de durabilité des appareils actuels en permettant le contrôle du courant sur une seule couche de Ta
En outre, l'équipe de recherche a mis en œuvre avec succès une expérience qui a réalisé la plasticité synaptique, qui est le processus de création, stockage, et effacer des souvenirs, comme le renforcement à long terme ou la suppression de la suppression de la mémoire en ajustant la force de la connexion synaptique entre les neurones.
Le dispositif de stockage de données à valeurs multiples non volatile a un faible encombrement, réduire la complexité des connexions de circuits, et réduire la consommation d'énergie de plus de 1000 par rapport aux méthodes de stockage de données basées sur des signaux numériques utilisant des zéros et des uns, comme la mémoire volatile CMOS.
Le dispositif synaptique artificiel de haute fiabilité développé par l'équipe de recherche peut être utilisé dans des dispositifs ou des circuits à très faible consommation pour traiter des quantités massives de données en raison de sa capacité d'arithmétique parallèle à faible puissance. Il a des applications dans les technologies de dispositifs à semi-conducteurs intelligents de nouvelle génération telles que l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique et l'apprentissage en profondeur et les semi-conducteurs imitant le cerveau.
Le Dr Lee a dit, « Cette recherche a sécurisé la fiabilité des dispositifs synaptiques artificiels existants et amélioré les domaines signalés comme étant des inconvénients. Nous espérons contribuer au développement de l'IA basée sur le système neuromorphique qui imite le cerveau humain en créant un circuit qui imite la fonction des neurones. "
