Robotika s rastezljivim sinaptičkim tranzistorom

Robotika i nosivi uređaji uskoro bi mogli postati malo pametniji s dodatkom rastezljivog, nosivog sinaptičkog tranzistora koji su razvili inženjeri Sveučilišta Penn State (PSU).

Znanstveni tim je dizajnirao sinaptički tranzistor za integriranje u robote ili nosive uređaje s ciljem korištenja umjetne inteligencije za optimizaciju funkcija.

"Zrcaljenjem ljudskog mozga, roboti i nosivi uređaji koji koriste sinaptički tranzistor mogu koristiti njegove umjetne neurone za 'učenje' i prilagodbu ponašanja", rekao je Cunjiang Yu, voditelj ovog istraživanja i izvanredni profesor biomedicinskog inženjerstva i znanosti o materijalima. "Na primjer, ako opečemo ruku na štednjaku, to boli, pa znamo da je sljedeći put trebamo izbjeći dodirivati. Isti rezultati bit će moguć i za uređaje koji koriste sinaptički tranzistor, jer umjetna inteligencija može 'učiti' i prilagoditi se svojoj okolini."

Prema Yuu, umjetni neuroni u uređaju dizajnirani su da rade poput neurona u ventralnom tegmentalnom području, sićušnom segmentu ljudskog mozga smještenom u najgornjem dijelu moždanog debla. Neuroni obrađuju i prenose informacije otpuštanjem neurotransmitera u svojim sinapsama, obično smještenim na završecima živčanih stanica.

Ekscitacijski neurotransmiteri pokreću aktivnost drugih neurona i povezani su s poboljšanjem sjećanja, dok inhibitorni neurotransmiteri smanjuju aktivnost drugih neurona i povezani su sa slabljenjem memorije.

"Za razliku od svih drugih područja mozga, neuroni u ventralnom tegmentalnom području sposobni su otpuštati i ekscitatorne i inhibitorne neurotransmitere u isto vrijeme", rekao je Yu. "Dizajniranjem sinaptičkog tranzistora da radi s oba sinaptička ponašanja istovremeno, potrebno je manje tranzistora u usporedbi s konvencionalnom tehnologijom integrirane elektronike, što pojednostavljuje arhitekturu sustava i omogućuje uređaju da štedi energiju."

Kako bi modelirali meka, rastezljiva 'biološka' tkiva, istraživači su koristili rastezljive dvoslojne poluvodičke materijale za izradu uređaja, omogućujući mu da se rasteže i uvija dok je u uporabi. Konvencionalni tranzistori su, s druge strane, kruti i slomit će se kada se deformiraju.

"Tranzistor je mehanički deformabilan i funkcionalno rekonfigurabilan, ali još uvijek zadržava svoje funkcije kada se jako rasteže", rekao je Yu. "Može se pričvrstiti na robota ili nosivi uređaj kako bi im služio kao vanjska koža."

Čitavu studiju objavljenu u časopisu Nature Electronics možete pronaći na ovoj poveznici.