En organisk transistor baner vejen for nye generationer af neuro-inspirerede computere

For første gang, Franske forskere ved CNRS og CEA har udviklet en transistor, der kan efterligne hovedfunktionerne i en synapse.

Denne organiske transistor, baseret på pentacen og guld nanopartikler og kendt som en NOMFET (Nanoparticle Organic Memory Field-Effect Transistor), har åbnet vejen for nye generationer af neuro-inspirerede computere, i stand til at reagere på en måde, der ligner nervesystemet. Undersøgelsen er offentliggjort i 22. januar 2010-udgaven af ​​tidsskriftet Avancerede funktionelle materialer .

I udviklingen af ​​nye informationsbehandlingsstrategier, en tilgang består i at efterligne den måde, biologiske systemer såsom neuronnetværk fungerer for at producere elektroniske kredsløb med nye funktioner. I nervesystemet, en synapse er forbindelsen mellem to neuroner, muliggør transmission af elektriske meddelelser fra en neuron til en anden og tilpasning af meddelelsen som en funktion af det indgående signal (plasticitet). For eksempel, hvis synapsen modtager meget tætpakkede impulser af indgående signaler, det vil overføre et mere intenst handlingspotentiale. Omvendt hvis pulserne er placeret længere fra hinanden, aktionspotentialet vil være svagere.

Det er denne plasticitet, det er lykkedes forskerne at efterligne med NOMFET.

En transistor, den grundlæggende byggesten i et elektronisk kredsløb, kan bruges som en simpel kontakt - den kan derefter sende, eller ikke, et signal - eller i stedet tilbyde adskillige funktionaliteter (forstærkning, modulering, indkodning, etc.).

Innovationen af ​​NOMFET ligger i den originale kombination af en organisk transistor og guld nanopartikler. Disse indkapslede nanopartikler, fastgjort i transistorens kanal og belagt med pentacen, har en hukommelseseffekt, der giver dem mulighed for at efterligne den måde, en synapse fungerer på under transmissionen af ​​aktionspotentialer mellem to neuroner. Denne egenskab gør derfor den elektroniske komponent i stand til at udvikle sig som en funktion af det system, hvori den er placeret. Dens ydeevne er sammenlignelig med de syv CMOS-transistorer (i det mindste), der har været nødvendige indtil nu for at efterligne denne plasticitet.

De producerede enheder er blevet optimeret til nanometriske størrelser for at kunne integrere dem i stor skala. Neuroinspirerede computere produceret ved hjælp af denne teknologi er i stand til funktioner, der kan sammenlignes med dem i den menneskelige hjerne.

I modsætning til siliciumcomputere, udbredt i højtydende databehandling, neuro-inspirerede computere kan løse meget mere komplekse problemer, såsom visuel genkendelse.