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Rete di nanofili metallici con caratteristiche simili a quelle del cervello

30.12.2019

Un team di ricerca collaborativa internazionale guidato dall'Istituto nazionale di scienza dei materiali (Giappone) è riuscito a creare una rete neuromorfica composta da numerosi nanofili metallici. Utilizzando questa rete, il team è stato in grado di creare caratteristiche elettriche simili a quelle associate a funzioni cerebrali di ordine superiore uniche per gli esseri umani, come ricordare, apprendere, dimenticare, diventare vigili e tornare alla calma. Il team ha quindi scoperto i meccanismi che hanno innescato queste caratteristiche elettriche.

Lo sviluppo delle tecniche di intelligenza artificiale (AI) negli ultimi anni è avanzato rapidamente e ha iniziato a influenzare le nostre vite in vari modi. Sebbene l'IA elabora le informazioni in modo simile al cervello umano, i meccanismi con cui funziona il cervello umano sono ancora in gran parte sconosciuti. I principali componenti del cervello, come i neuroni e le connessioni tra loro (sinapsi), sono stati studiati in dettaglio. Tuttavia, molte domande riguardanti il cervello nel suo insieme, costituito da molte componenti, attendono ancora risposte. Ad esempio, non comprendiamo ancora del tutto come il cervello svolga funzioni come ricordare, apprendere e dimenticare, e come diventi vigile e torni alla calma. Inoltre, i cervelli viventi sono difficili da manipolare negli studi sperimentali. Per questi motivi, il cervello rimane un "organo misterioso". Nell'ambito dello sviluppo delle scienze del cervello, è efficace un altro approccio allo studio di questo organo: vengono creati materiali e sistemi in grado di svolgere funzioni simili a quelle del cervello e vengono analizzati i loro meccanismi.

Un gruppo di ricerca collaborativo ha recentemente creato una complessa rete simile a un cervello integrando numerosi nanofili d'argento (Ag) rivestiti con uno strato isolante polimerico (PVP) di circa 1 nanometro di spessore. La connessione tra i due nanofili forma un elemento resistivo variabile (cioè un elemento sinaptico) che si comporta come una sinapsi neuronale.

Questa rete di nanofili, che contiene un gran numero di elementi sinaptici che interagiscono in modo complesso, forma una "rete neuromorfica". Quando la tensione è stata applicata alla rete neuromorfica, sembrava "faticare" per trovare percorsi di corrente ottimali (cioè i percorsi elettricamente più efficienti). Il team di ricerca ha misurato i processi di formazione, mantenimento e disattivazione del percorso della corrente mentre la corrente elettrica scorreva attraverso la rete e ha scoperto che questi processi fluttuano sempre man mano che avanzano, in modo simile ai processi di ricordo, apprendimento e dimenticanza del cervello umano.

Le fluttuazioni temporali osservate assomigliano anche a processi in cui il cervello diventa vigile o torna alla calma. Si scopre che le funzioni simili al cervello imitate dalla rete neuromorfica si verificano poiché il vasto numero di elementi sinaptici nella rete lavorano insieme per ottimizzare il trasferimento di corrente attraverso processi dinamici auto-organizzati ed emergenti.

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L’esistenza di una regola entropica per l’entanglement quantistico è stata dimostrata 09.05.2024

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Mini condizionatore Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

L'estate è tempo di relax e di viaggi, ma spesso il caldo può trasformare questo periodo in un tormento insopportabile. Ti presentiamo un nuovo prodotto di Sony: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che promette di rendere l'estate più confortevole per i suoi utenti. Sony ha introdotto un dispositivo unico: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che fornisce raffreddamento al corpo nelle giornate calde. Con esso, gli utenti possono godersi la freschezza sempre e ovunque semplicemente indossandolo al collo. Questo mini-condizionatore è dotato di regolazione automatica delle modalità operative, nonché di sensori di temperatura e umidità. Grazie a tecnologie innovative, Reon Pocket 5 regola il proprio funzionamento a seconda dell'attività dell'utente e delle condizioni ambientali. Gli utenti possono regolare facilmente la temperatura utilizzando un'app mobile dedicata connessa tramite Bluetooth. Inoltre, per comodità, sono disponibili magliette e pantaloncini appositamente progettati, ai quali è possibile collegare un mini condizionatore d'aria. Il dispositivo può oh ... >>

Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

La produzione di energia solare nello spazio sta diventando sempre più fattibile con l’avvento di nuove tecnologie e lo sviluppo di programmi spaziali. Il capo della startup Virtus Solis ha condiviso la sua visione di utilizzare la Starship di SpaceX per creare centrali elettriche orbitali in grado di alimentare la Terra. La startup Virtus Solis ha svelato un ambizioso progetto per creare centrali elettriche orbitali utilizzando la Starship di SpaceX. Questa idea potrebbe cambiare significativamente il campo della produzione di energia solare, rendendola più accessibile ed economica. Il fulcro del piano della startup è ridurre i costi di lancio dei satelliti nello spazio utilizzando Starship. Si prevede che questa svolta tecnologica renderà la produzione di energia solare nello spazio più competitiva rispetto alle fonti energetiche tradizionali. Virtual Solis prevede di costruire grandi pannelli fotovoltaici in orbita, utilizzando Starship per fornire le attrezzature necessarie. Tuttavia, una delle sfide principali ... >>

Nuovo metodo per creare batterie potenti 08.05.2024

Con lo sviluppo della tecnologia e l’uso crescente dell’elettronica, la questione della creazione di fonti energetiche efficienti e sicure sta diventando sempre più urgente. I ricercatori dell’Università del Queensland hanno svelato un nuovo approccio alla creazione di batterie a base di zinco ad alta potenza che potrebbero cambiare il panorama del settore energetico. Uno dei problemi principali delle tradizionali batterie ricaricabili a base d’acqua era il loro basso voltaggio, che ne limitava l’utilizzo nei dispositivi moderni. Ma grazie ad un nuovo metodo sviluppato dagli scienziati, questo inconveniente è stato superato con successo. Nell'ambito della loro ricerca, gli scienziati si sono rivolti a uno speciale composto organico: il catecolo. Si è rivelato un componente importante in grado di migliorare la stabilità della batteria e aumentarne l'efficienza. Questo approccio ha portato ad un aumento significativo della tensione delle batterie agli ioni di zinco, rendendole più competitive. Secondo gli scienziati, tali batterie presentano numerosi vantaggi. Hanno b ... >>

Contenuto alcolico della birra calda 07.05.2024

La birra, essendo una delle bevande alcoliche più comuni, ha un gusto unico, che può cambiare a seconda della temperatura di consumo. Un nuovo studio condotto da un team internazionale di scienziati ha scoperto che la temperatura della birra ha un impatto significativo sulla percezione del gusto alcolico. Lo studio, condotto dallo scienziato dei materiali Lei Jiang, ha scoperto che a diverse temperature, le molecole di etanolo e acqua formano diversi tipi di cluster, che influenzano la percezione del gusto alcolico. A basse temperature si formano più grappoli piramidali, che riducono l'asprezza del gusto dell'"etanolo" e rendono la bevanda meno alcolica. Al contrario, con l'aumentare della temperatura, i grappoli diventano più a catena, determinando un gusto alcolico più pronunciato. Questo spiega perché il gusto di alcune bevande alcoliche, come il baijiu, può cambiare a seconda della temperatura. I dati ottenuti aprono nuove prospettive per i produttori di bevande, ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Scoperta un'altra forma di ghiaccio 03.04.2022

Gli scienziati ora conoscono almeno 20 diverse forme di ghiaccio che hanno diverse strutture cristalline e si formano sotto diverse combinazioni di temperature e pressioni. Il ghiaccio più comune, quello utilizzato per raffreddare le bevande, è noto come "ghiaccio I", e numerose forme note di ghiaccio terminano in "ghiaccio XIX".

Un gruppo di scienziati dell'Università del Nevada a Las Vegas (UNLV) ha scoperto un'altra forma esotica di ghiaccio che potrebbe esistere in natura da qualche parte nelle profondità del mantello terrestre o su lontani pianeti del "mondo acquatico".

Come spesso accade, una nuova forma di ghiaccio è stata scoperta per caso. Gli scienziati dell'UNLV hanno sviluppato nuovi metodi per misurare le proprietà dell'acqua in condizioni di pressione ultraelevata. Una piccola quantità d'acqua è stata posta tra i piani di un'incudine diamantata, la cui compressione espone l'acqua a pressioni estreme. Questa pressione fa sì che gli atomi di idrogeno e ossigeno formino diverse strutture cristalline, quindi il ghiaccio risultante è stato riscaldato dalla luce laser, si è sciolto per un breve periodo e si è congelato di nuovo, formando una struttura cristallina completamente diversa, simile a una miscela fine di minuscoli cristalli.

Una nuova forma di ghiaccio è stata scoperta al momento del passaggio da una forma nota all'altra. Ad una pressione di circa 5.1 GPa, il ghiaccio-VII, che aveva una struttura cubica, si è trasformato in una struttura composta da cristalli tetragonali simmetrici, che gli scienziati non avevano ancora visto e che è stata chiamata ghiaccio-VIIt. Successivamente, il ghiaccio ha ricominciato a cambiare struttura e si è trasformato in un'altra forma nota come ice-X.

Data l'elevata pressione richiesta per formare il ghiaccio-VIIt, gli scienziati ritengono che questa forma possa formarsi naturalmente da qualche parte nelle profondità del mantello terrestre e anche più vicino alla superficie su esopianeti ricchi di acqua.

In conclusione, va notato che la scoperta di una nuova forma di ghiaccio-VI non è stata l'unica scoperta fatta dagli scienziati dell'UNLV a seguito dei loro esperimenti. Come si pensava in precedenza, la forma ghiaccio-X si forma ad una pressione di circa 1 milione di atmosfere, ma nel corso di recenti esperimenti sul pavimento, la forma stessa è stata osservata ad una pressione di 300 mila atmosfere. Gli scienziati non sanno ancora cosa esattamente potrebbe causare una tale anomalia, ma hanno in programma di farlo nel prossimo futuro.

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