Neurone et synapse dans le réseau de neurones biologiques. Crédit :Aleksandr Kurenkov et Shunsuke Fukami
Un groupe de recherche de l'Université de Tohoku a développé des dispositifs de spintronique qui sont prometteurs pour les futurs systèmes informatiques économes en énergie et adoptifs, car ils se comportent comme des neurones et des synapses dans le cerveau humain.
La société de l'information d'aujourd'hui repose sur des ordinateurs numériques qui ont considérablement évolué pendant un demi-siècle et qui sont capables d'exécuter des tâches complexes de manière fiable. Le cerveau humain, par contre, fonctionne avec une puissance très limitée et est capable d'exécuter efficacement des tâches complexes en utilisant une architecture très différente de celle des ordinateurs numériques.
Ainsi, le développement de schémas informatiques ou matériels inspirés du traitement de l'information dans le cerveau intéresse largement les scientifiques dans des domaines allant de la physique, chimie, sciences des matériaux et mathématiques, à l'électronique et à l'informatique.
En informatique, il existe différentes manières de mettre en œuvre le traitement de l'information par un cerveau. Le réseau de neurones à pointes est une sorte de méthode de mise en œuvre qui imite étroitement l'architecture du cerveau et le traitement temporel de l'information. La mise en œuvre réussie d'un réseau de neurones à pointes nécessite du matériel dédié avec des neurones et des synapses artificiels conçus pour présenter la dynamique des neurones et des synapses biologiques.
En utilisant le concept de spintronique, dynamique des neurones et des synapses, c'est à dire., plasticité dépendante de l'intégration et du feu et de la synchronisation des pointes, respectivement, sont reproduits par des dispositifs de spintronique constitués du même système matériel. Crédit :Aleksandr Kurenkov et Shunsuke Fukami
Ici, le neurone artificiel et la synapse seraient idéalement constitués du même système matériel et fonctionneraient selon le même principe de fonctionnement. Cependant, cela a été un problème difficile en raison de la nature fondamentalement différente du neurone et de la synapse dans les réseaux de neurones biologiques.
Le groupe de recherche, qui comprend le professeur Hideo Ohno (actuellement président de l'université), Professeur agrégé Shunsuke Fukami, Le Dr Aleksandr Kurenkov et le professeur Yoshihiko Horio ont créé un neurone artificiel et une synapse en utilisant la technologie spintronique. La spintronique est un domaine académique qui vise à utiliser simultanément les propriétés électriques (charge) et magnétiques (spin) d'un électron.
Le groupe de recherche avait précédemment développé un système de matériaux fonctionnels composé de matériaux antiferromagnétiques et ferromagnétiques. Cette fois, ils ont préparé des dispositifs neuronaux et synaptiques artificiels microfabriqués à partir du système matériel, qui a démontré le comportement fondamental du neurone biologique et de la synapse - une plasticité dépendant de l'intégration et du feu et de la synchronisation des pointes, respectivement - basé sur le même concept de spintronique.
Le réseau de neurones à pointes est connu pour être avantageux par rapport à l'intelligence artificielle d'aujourd'hui pour le traitement et la prédiction d'informations temporelles. Extension de la technologie développée au circuit unitaire, les niveaux de bloc et de système devraient conduire à des ordinateurs capables de traiter des informations variables dans le temps telles que la voix et la vidéo avec une petite quantité d'alimentation ou des périphériques de périphérie qui ont la capacité d'adopter les utilisateurs et l'environnement par l'utilisation.
