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Transistor sinaptico che imita il cervello umano

29.12.2023

Un team internazionale di scienziati provenienti da importanti università statunitensi ha compiuto importanti progressi nell'integrazione dell'architettura del computer con il cervello umano creando un innovativo transistor sinaptico. Questo dispositivo offre l’opportunità di colmare il divario tra i sistemi biologici ed elettronici.

Le differenze tradizionali nell’elaborazione e nell’archiviazione delle informazioni tra il cervello e i computer hanno rappresentato una sfida importante per gli scienziati. A differenza dei computer convenzionali, che trasferiscono i dati tra il processore e la memoria, il cervello umano svolge entrambe le funzioni contemporaneamente. La soluzione a questo problema è stata la creazione di una nuova cella di memoria in grado di svolgere le funzioni di un transistor.

La chiave di questa ricerca è stata il dispositivo sviluppato, un transistor sinaptico che funziona a temperatura ambiente e consuma una quantità minima di energia, solo 20 picowatt (pW). Gli scienziati si sono concentrati sull'utilizzo di materiali quantistici moiré, che in genere richiedono condizioni criogeniche, e hanno dimostrato con successo il funzionamento della loro invenzione a temperatura ambiente, aprendo nuovi orizzonti nel campo della nanoelettronica.

Il transistor sinaptico è costituito da due strati di materiale atomicamente spesso: grafene e nitruro di boro, sovrapposti con un leggero spostamento sul piano orizzontale.

Il segreto principale è creare un motivo moiré ruotando uno strato con un angolo specifico, provocando interazioni uniche note come "angoli magici". Questi angoli inducono interazioni di Coulomb tra i materiali, portando a fenomeni elettrici esotici non visibili nei materiali convenzionali.

I ricercatori hanno anche creato circuiti neurali basati su questi transistor sinaptici, addestrandoli con successo all’apprendimento associativo. I circuiti sperimentali hanno riconosciuto con successo gruppi binari di cifre come 000 e 111, dimostrando una precisione del 97,5%.

Il transistor sinaptico Moiré fornisce circuiti efficienti per l'in-memory computing e promette di essere una tecnologia all'avanguardia nel campo dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico.

La creazione del transistor sinaptico rappresenta un progresso significativo nell'integrazione dei sistemi biologici ed elettronici. Questa tecnologia promette una rivoluzione nel campo della nanoelettronica e offre anche nuove opportunità per lo sviluppo dell’intelligenza artificiale e dell’apprendimento automatico.

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