Органический транзистор открывает путь новым поколениям нейроинспирированных компьютеров

Впервые французские исследователи из CNRS и CEA разработали транзистор, способный имитировать основные функции синапса.

Этот органический транзистор, основанный на пентацене и наночастицах золота и известный как NOMFET (Nanoparticle Organic Memory Field-Effect Transistor), открыл путь к новым поколениям нейроинспирированных компьютеров, способных реагировать подобно нервной системе. Исследование опубликовано в выпуске журнала Advanced Functional Materials от 22 января 2010 года.

Один из подходов в разработке новых стратегий обработки информации состоит в имитации работы биологических систем, таких как нейронные сети, для создания электронных схем с новыми функциями. В нервной системе синапс — это соединение между двумя нейронами, позволяющее передавать электрические сообщения и адаптировать их в зависимости от характера входящего сигнала (пластичность). Например, если синапс получает очень близко расположенные импульсы, он передаст более интенсивный потенциал действия. И наоборот, если импульсы разнесены дальше, потенциал действия будет слабее.

Именно эту пластичность исследователям удалось воспроизвести с помощью NOMFET.

Транзистор, базовый элемент электронной схемы, может использоваться как простой переключатель или предлагать множество функций (усиление, модуляция, кодирование и т.д.).

Инновация NOMFET заключается в оригинальной комбинации органического транзистора и наночастиц золота. Эти инкапсулированные наночастицы, закреплённые в канале транзистора и покрытые пентаценом, обладают эффектом памяти, позволяющим имитировать работу синапса при передаче потенциалов действия между двумя нейронами. Это свойство позволяет электронному компоненту эволюционировать в зависимости от системы, в которую он помещён. Его производительность сравнима с семью транзисторами CMOS (как минимум), которые до сих пор требовались для имитации этой пластичности.

Созданные устройства были оптимизированы до нанометровых размеров для возможности их крупномасштабной интеграции. Нейроинспирированные компьютеры, созданные с использованием этой технологии, способны выполнять функции, сравнимые с функциями человеческого мозга.

В отличие от кремниевых компьютеров, широко используемых в высокопроизводительных вычислениях, нейроинспирированные компьютеры могут решать гораздо более сложные задачи, такие как визуальное распознавание.