Des ingénieurs de l'Université du Massachusetts à Amherst dirigent une équipe de recherche qui développe un nouveau type de nanodispositif pour microprocesseurs informatiques pouvant imiter le fonctionnement d'une synapse biologique, l'endroit où un signal passe d'une cellule nerveuse à une autre dans le corps. Le travail est présenté dans la publication en ligne anticipée de Matériaux naturels .

Une telle informatique neuromorphique dans laquelle les microprocesseurs sont configurés davantage comme des cerveaux humains est l'une des technologies informatiques transformatrices les plus prometteuses actuellement à l'étude.

J. Joshua Yang et Qiangfei Xia sont professeurs au département de génie électrique et informatique de l'UMass Amherst College of Engineering. Yang décrit la recherche comme faisant partie d'un travail collaboratif sur un nouveau type de dispositif memristif.

Les dispositifs memristifs sont des commutateurs à résistance électrique qui peuvent modifier leur résistance en fonction de l'historique de la tension et du courant appliqués. Ces dispositifs peuvent stocker et traiter des informations et offrir plusieurs caractéristiques de performances clés qui dépassent la technologie des circuits intégrés conventionnelle.

"Les Memristors sont devenus un candidat de premier plan pour permettre le calcul neuromorphique en reproduisant les fonctions des synapses biologiques et des neurones dans un système de réseau neuronal, tout en offrant des avantages en énergie et en taille, ", disent les chercheurs.

L'informatique neuromorphique, c'est-à-dire des microprocesseurs configurés davantage comme des cerveaux humains que comme des puces informatiques traditionnelles, est l'une des technologies informatiques transformatrices les plus prometteuses actuellement à l'étude intensive. Xia dit, "Ce travail ouvre une nouvelle voie pour le matériel informatique neuromorphique basé sur des memristors."

Ils disent que la plupart des travaux antérieurs dans ce domaine avec des memristors n'ont pas mis en œuvre la dynamique de diffusion sans utiliser la grande technologie standard trouvée dans les circuits intégrés couramment utilisés dans les microprocesseurs, microcontrôleurs, mémoire vive statique et autres circuits logiques numériques.

Les chercheurs disent avoir proposé et démontré une solution bio-inspirée à la dynamique de diffusion qui est fondamentalement différente de la technologie standard pour les circuits intégrés tout en partageant de grandes similitudes avec les synapses. Ils disent, "Spécifiquement, nous avons développé un memristor de type diffusif où la diffusion des atomes offre une dynamique similaire et les échelles de temps nécessaires à son bio-homologue, conduisant à une émulation plus fidèle des synapses réelles, c'est à dire., un véritable émulateur synaptique."

Les chercheurs disent, "Les résultats ici fournissent une voie encourageante vers l'émulation synaptique à l'aide de memristors diffusifs pour le calcul neuromorphique."

Le titre de l'article est « Memristors avec dynamique de diffusion en tant qu'émulateurs synaptiques pour le calcul neuromorphique ».