(Phys.org)—Les chercheurs ont construit un nouveau type de "transistor neurone"—un transistor qui se comporte comme un neurone dans un cerveau vivant. Ces dispositifs pourraient former les éléments constitutifs du matériel neuromorphique pouvant offrir des capacités de calcul sans précédent, comme l'apprentissage et l'adaptation.

Les chercheurs, S. G. Hu et coauteurs de l'Université des sciences et technologies électroniques de Chine et de l'Université technologique de Nanyang à Singapour, ont publié un article sur le transistor neuronal dans un récent numéro de Nanotechnologie .

Pour qu'un transistor se comporte comme un neurone biologique, il doit être capable de mettre en œuvre des fonctions de type neurone, en particulier, fonctions de sommation pondérée et de seuil. Ceux-ci font référence à la capacité d'un neurone biologique à recevoir des signaux d'entrée pondérés de nombreux autres neurones, puis additionner les valeurs d'entrée et les comparer à une valeur seuil pour déterminer s'il faut ou non déclencher. Le cerveau humain possède des dizaines de milliards de neurones, et ils exécutent constamment des fonctions de sommation pondérée et de seuil plusieurs fois par seconde qui, ensemble, contrôlent toutes nos pensées et actions.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont construit un transistor neuronal qui agit comme un seul neurone, capable de fonctions de sommation pondérée et de seuil. Au lieu d'être en silicium comme les transistors conventionnels, le transistor neuronal est constitué d'un flocon bidimensionnel de bisulfure de molybdène (MoS 2 ), qui appartient à une nouvelle classe de semi-conducteurs appelés dichalcogénures de métaux de transition.

Pour démontrer le comportement de type neurone du transistor neuronal, les chercheurs ont montré qu'il peut être contrôlé soit par une seule porte, soit par deux portes simultanément. Dans le dernier cas, le transistor neurone met en œuvre une fonction de sommation. Démontrer, les chercheurs ont montré que le transistor neuronal peut effectuer une tâche de comptage analogue au déplacement des billes dans un boulier à deux billes, avec d'autres fonctions logiques.

L'un des avantages du transistor neurone est sa vitesse de fonctionnement. Bien que d'autres transistors neuronaux aient déjà été construits, ils fonctionnent typiquement à des fréquences inférieures ou égales à 0,05 Hz, ce qui est bien inférieur au taux de décharge moyen des neurones biologiques d'environ 5 Hz. Le nouveau transistor neurone fonctionne dans une large gamme de fréquences de 0,01 à 15 Hz, qui, selon les chercheurs, offrira des avantages pour le développement de matériel neuromorphique.

À l'avenir, les chercheurs espèrent ajouter plus de portes de contrôle au transistor neuronal, créer un modèle plus réaliste d'un neurone biologique avec ses nombreuses entrées. En outre, les chercheurs espèrent intégrer des transistors neuronaux avec des memristors (qui sont considérés comme le dispositif le plus approprié pour mettre en œuvre des synapses) pour construire des systèmes neuromorphiques qui peuvent fonctionner de la même manière que le cerveau.

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