(Phys.org)—I ricercatori hanno costruito un nuovo tipo di "transistor neuronale", un transistor che si comporta come un neurone in un cervello vivente. Questi dispositivi potrebbero costituire gli elementi costitutivi dell'hardware neuromorfo che potrebbe offrire capacità computazionali senza precedenti, come l'apprendimento e l'adattamento.

I ricercatori, S. G. Hu e coautori della University of Electronic Science and Technology of China e della Nanyang Technological University di Singapore, hanno pubblicato un articolo sul transistor neuronale in un recente numero di Nanotecnologia .

Affinché un transistor si comporti come un neurone biologico, deve essere in grado di implementare funzioni simili a neuroni, in particolare, somma pesata e funzioni di soglia. Questi si riferiscono alla capacità di un neurone biologico di ricevere segnali di input pesati da molti altri neuroni, e quindi sommare i valori di input e confrontarli con un valore di soglia per determinare se attivare o meno. Il cervello umano ha decine di miliardi di neuroni, e eseguono costantemente la somma pesata e le funzioni di soglia molte volte al secondo che insieme controllano tutti i nostri pensieri e azioni.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno costruito un transistor neuronale che si comporta come un singolo neurone, capace di sommatoria pesata e funzioni di soglia. Invece di essere fatti di silicio come i transistor convenzionali, il transistor neuronale è costituito da una scaglia bidimensionale di bisolfuro di molibdeno (MoS ₂ ), che appartiene a una nuova classe di semiconduttori chiamati dicalcogenuri di metalli di transizione.

Per dimostrare il comportamento simile a un neurone del transistor neuronale, i ricercatori hanno dimostrato che può essere controllato da una o due porte contemporaneamente. Nel secondo caso, il neurone transistor implementa una funzione di sommatoria. Dimostrare, i ricercatori hanno dimostrato che il transistor neuronale può svolgere un compito di conteggio analogo a spostare le perline in un abaco a due sfere, insieme ad altre funzioni logiche.

Uno dei vantaggi del transistor neuronale è la sua velocità operativa. Sebbene siano già stati costruiti altri transistor neuronali, in genere operano a frequenze inferiori o uguali a 0,05 Hz, che è molto inferiore alla frequenza di scarica media dei neuroni biologici di circa 5 Hz. Il nuovo transistor neuronale funziona in un'ampia gamma di frequenze da 0,01 a 15 Hz, che i ricercatori si aspettano offrirà vantaggi per lo sviluppo di hardware neuromorfo.

Nel futuro, i ricercatori sperano di aggiungere più porte di controllo al transistor neuronale, creando un modello più realistico di un neurone biologico con i suoi numerosi input. Inoltre, i ricercatori sperano di integrare i transistor neuronali con i memristori (che sono considerati il ​​dispositivo più adatto per implementare le sinapsi) per costruire sistemi neuromorfici che possano funzionare in modo simile al cervello.

© 2017 Phys.org