Le transistor synaptique est reconfigurable, ce qui signifie qu'il peut être tordu et plié, tout en restant fonctionnel, comme le démontrent les chercheurs Cunjiang Yu (à gauche), Dorothy Quiggle Career Development Associate Professor of Engineering Science and Mechanics (ESM) et l'étudiant diplômé de l'ESM Hyunseok Shim. cette photo. Les transistors conventionnels, en revanche, sont rigides et peuvent casser après avoir été pliés. Crédit :Kelby Hochreither/État de Penn. Tous droits réservés.
La robotique et les appareils portables pourraient bientôt devenir un peu plus intelligents avec l'ajout d'un transistor synaptique extensible et portable développé par les ingénieurs de Penn State. L'appareil fonctionne comme des neurones dans le cerveau pour envoyer des signaux à certaines cellules et en inhiber d'autres afin d'améliorer et d'affaiblir la mémoire des appareils.
Dirigée par Cunjiang Yu, Dorothy Quiggle Career Development Associate Professor of Engineering Science and Mechanics et professeur agrégé de génie biomédical et de science et génie des matériaux, l'équipe a conçu le transistor synaptique à intégrer dans des robots ou des appareils portables et à utiliser l'intelligence artificielle pour optimiser les fonctions. Les détails ont été publiés le 29 septembre dans Nature Electronics .
"En reflétant le cerveau humain, les robots et les appareils portables utilisant le transistor synaptique peuvent utiliser ses neurones artificiels pour" apprendre "et adapter leurs comportements", a déclaré Yu. "Par exemple, si on se brûle la main sur un réchaud, ça fait mal, et on sait qu'il faut éviter d'y toucher la prochaine fois. Les mêmes résultats seront possibles pour les appareils qui utilisent le transistor synaptique, car l'intelligence artificielle est capable d'"apprendre" et s'adapter à son environnement."
Selon Yu, les neurones artificiels de l'appareil ont été conçus pour fonctionner comme des neurones dans la zone tegmentale ventrale, un minuscule segment du cerveau humain situé dans la partie la plus élevée du tronc cérébral. Les neurones traitent et transmettent des informations en libérant des neurotransmetteurs au niveau de leurs synapses, généralement situées aux extrémités des cellules neurales. Les neurotransmetteurs excitateurs déclenchent l'activité d'autres neurones et sont associés à l'amélioration des souvenirs, tandis que les neurotransmetteurs inhibiteurs réduisent l'activité des autres neurones et sont associés à l'affaiblissement des souvenirs.
"Contrairement à toutes les autres zones du cerveau, les neurones de la zone tegmentale ventrale sont capables de libérer simultanément des neurotransmetteurs excitateurs et inhibiteurs", a déclaré Yu. "En concevant le transistor synaptique pour fonctionner avec les deux comportements synaptiques simultanément, moins de transistors sont nécessaires par rapport à la technologie électronique intégrée conventionnelle, ce qui simplifie l'architecture du système et permet au dispositif d'économiser de l'énergie."
Pour modéliser des tissus biologiques mous et extensibles, les chercheurs ont utilisé des matériaux semi-conducteurs bicouches extensibles pour fabriquer le dispositif, lui permettant de s'étirer et de se tordre pendant son utilisation, selon Yu. Les transistors conventionnels, en revanche, sont rigides et se cassent lorsqu'ils sont déformés.
"Le transistor est mécaniquement déformable et fonctionnellement reconfigurable, tout en conservant ses fonctions lorsqu'il est considérablement étiré", a déclaré Yu. "Il peut se fixer à un robot ou à un appareil portable pour servir de peau la plus externe." Le dispositif de mémoire neuromorphique simule les neurones et les synapses
