Forskere har utviklet en ny elektronisk komponent som fungerer mer som menneskehjernen enn dagens datamaskiner. Den kan både behandle informasjon og lagre den samtidig – noe som kan gjøre fremtidens datamaskiner raskere, smartere og langt mer energieffektive.
Studien er utført av et internasjonalt team, blant dem professor Victor López-Richard fra Federal University of São Carlos (UFSCar) i Brasil, og funnene er publisert i tidsskriftet Nature Communications.
Les: Tildeling av Røde kort har mer enn tredoblet seg siden forrige VM
Hvorfor dagens datamaskiner er utdaterte
De fleste moderne datamaskiner holder prosessering og minne adskilt. Prosessoren regner, mens minnet lagrer. Informasjon flytter seg konstant mellom de to – og det koster både tid og energi.
Menneskets hjerne er helt annerledes. Hjerneceller både bearbeider og lagrer informasjon gjennom nettverk av nevroner og synapser. Forskere har lenge drømt om å kopiere dette designet – et felt som kalles nevromorf databehandling.
Nå er de ett skritt nærmere.
Slik fungerer den nye brikken
Den nye enheten er laget av to spesielle oksidmaterialer: lanthanaluminiumoksid og strontiumtitanat. Der disse møtes, dannes et svært tynt lag som leder elektrisitet – og fungerer som en transistor, én av de mest grunnleggende byggesteinene i elektronikk.
Men denne transistoren er annerledes.
Den husker nemlig hva som har skjedd med den tidligere. Den oppfører seg som en memristor og en memkondensator – elektroniske komponenter som endrer oppførsel basert på tidligere elektriske signaler. Akkurat som hjernens synapser blir sterkere eller svakere etter hvert som vi lærer.
I stedet for å plassere kontrollporten over den elektriske kanalen – slik man gjør i tradisjonelle transistorer – plasserte forskerne kontrollporter på sidene. Disse sideportene lagrer elektriske ladninger sakte, slik at enheten kan justere oppførselen sin gradvis.
Analog – ikke digital
Mens vanlige transistorer kun har to tilstander – «på» eller «av» – kan den nye enheten operere i mange ulike tilstander. Denne analoge oppførselen gjør den bedre egnet for læring, tilpasning og mønstergjenkjenning – akkurat som den menneskelige hjernen.
En annen viktig egenskap er fleksibiliteten. Samme enhet kan utføre flere oppgaver bare ved å endre hvordan den er koblet elektrisk – noe som kalles elektronisk polymorfisme. Én komponent kan erstatte flere, og redusere behovet for ulike deler i fremtidens brikker.
Testet på hjerneoppgaver
Teamet testet enheten på flere hjerneinspirerte oppgaver:
- Gjenkjente enkle håndskrevne sifre
- Viste korttidsminne
- Demonstrerte synaptisk plastisitet – hjernens evne til å styrke forbindelser ved gjentatt bruk
- Utførte logiske operasjoner samtidig som den lagret informasjon i samme enhet – uten separat minne
Viktigst av alt: Hver operasjon brukte bare noen få nanojoule energi – langt mindre enn konvensjonelle datamaskiner.
Fremtiden: Lavstrøms KI og smartere datamaskiner
Teknologien er fortsatt på proof-of-concept-stadiet, men forskerne mener potensialet er stort. Det gjenstår arbeid før den kan kommersialiseres – blant annet forbedring av storskala produksjon og sikring av jevn ytelse.
Men én ting er sikkert: Denne hjerneinspirerte brikken gir et spennende innblikk i fremtiden for lavstrøms kunstig intelligens og neste generasjons databehandling.
Manchester United går for overraskende Chelsea-stjerne etter at Fernandes gikk til Spurs
