Search
סיכון מוגבר למחלה אוטואימונית לאחר הפוגה של מחלת קושינג

חוקרים יוצרים נוירונים מלאכותיים בעלי ביצועים גבוהים למערכות תפיסה מתקדמות

תהליכים ביולוגיים מהונדסים באופן מלאכותי, כמו מערכות תפיסה, נותרו יעד חמקמק עבור מומחי אלקטרוניקה אורגניים עקב הסתמכות של חושים אנושיים ברשת אדפטיבית של נוירונים חושיים, המתקשרים על ידי ירי בתגובה לגירויים סביבתיים.

שיתוף פעולה חדש בין אוניברסיטת נורת'ווסטרן לבין ג'ורג'יה טק, פתח את הפוטנציאל החדש לתחום על ידי יצירת נוירון אלקטרוכימי אורגני בעל ביצועים גבוהים המגיבים בטווח התדרים של נוירונים אנושיים. הם גם בנו מערכת תפיסה שלמה על ידי תכנון חומרים אורגניים אחרים ושילוב הנוירונים המהונדסים שלהם עם קולטני מגע מלאכותיים וסינפסות, מה שאיפשר חישה ועיבוד של אותות מישוש בזמן אמת.

המחקר, המתואר במאמר שפורסם החודש בכתב העת המשך האקדמיה הלאומית למדעים (PNAS)יכול להזיז את המחט על רובוטים אינטליגנטים ומערכות אחרות שנמצאות כיום על ידי מערכות חישה שהן פחות חזקות מאלו של אדם.

המחקר מדגיש התקדמות משמעותית באלקטרוניקה אורגנית ויישומם בגישור על הפער בין ביולוגיה לטכנולוגיה. יצרנו נוירון מלאכותי יעיל עם טביעת רגל מופחתת ומאפיינים עצביים מצטיינים. במינוף יכולת זו פיתחנו מערכת תפיסה נוירומורפית שלמה כדי לחקות תהליכים ביולוגיים אמיתיים. "

יאו יאו, סופר ראשון, פרופסור להנדסה בצפון -מערב

על פי הסופר המקביל טובין ג'יי מארקס, צ'רלס א 'ואמה ה. מוריסון של נורת'ווסטרן ואמה ה. מוריסון לכימיה במכללה לאמנויות ומדעים וויינברג, מעגלים עצביים מלאכותיים קיימים נוטים לירות בטווח תדרים צר.

מארקס אמר כי "הנוירון הסינטטי במחקר זה משיג ביצועים חסרי תקדים במודולציה של תדר ירי, ומציע מגוון רחב פי 50 ממעגלים עצביים אלקטרוכימיים אורגניים קיימים." "לעומת זאת, המאפיינים העצביים הבולטים של המכשיר שלנו מבססים אותו כהישג מתקדם בנוירונים אלקטרוכימיים אורגניים."

Marks הוא המוביל העולמי בתחומי הכימיה האורגנית, קטליזה כימית, מדעי חומרים, אלקטרוניקה אורגנית, פוטו -וולטאיקה וננו -טכנולוגיה. הוא גם פרופסור למדעי חומרים והנדסה ופרופסור להנדסה כימית וביולוגית בבית הספר להנדסה מק'קורמיק בצפון -מערב מערב, וכפרופסור לפיזיקה יישומית. הסופר המשותף שלו לתאם אנטוניו פאסצ'טי, פרופסור בבית הספר למדעי חומרים והנדסה של ג'ורג'יה טק, משמש גם הוא כפרופסור נוסף לכימיה בצפון-מערב.

"מחקר זה מציג את מערכת התפיסה המישושית הנוירומורפית הראשונה המבוססת על נוירונים מלאכותיים, המשלבת קולטנים מישושיים מלאכותיים וסינפסות מלאכותיות", אמר פאסצ'טי. "זה מדגים את היכולת לקודד גירויים מישושיים לאותות עצביים דוקרניים בזמן אמת ולתרגם אותם עוד יותר לתגובות פוסט-סינפטיות."

הצוות פרש מחלקות ובתי ספר, עם חוקרים שהתמחה בסינתזה אורגנית ויצרו חומרים מתקדמים שחוקרי מכשירים אלקטרוניים שילבו אז בעיצוב וייצור מעגלים, ושילוב מערכות.

עם הרשת העצומה של המוח האנושי המונה 86 מיליארד נוירונים המוכנים לירי, מערכות חישה נותרות קשה ליצור מחדש. המדענים מוגבלים הן על ידי טביעת הרגל של העיצוב והן לפי הכמות שהם יכולים ליצור. בדגמים עתידיים, הצוות מקווה להפחית עוד יותר את גודל המכשיר, ולקרוב את הפרויקט צעד קרוב יותר לחיקוי מלא מערכות חישה אנושיות.

עבודה זו נתמכה על ידי משרד חיל האוויר למחקר מדעי (FA9550-22-1-0423), המרכז למדעי המחקר וההנדסה של חומרים באוניברסיטת נורת'ווסטרן (MRSEC; פרס מטעם הקרן הלאומית למדע DMR-230869), חברת FlexTerra, המדע הלאומי המדע הלאומי קרן לחוקרים צעירים מכובדים של סין (מס '32425040) והקרן הלאומית למדע הטבע בסין (מענק מס' 32201648).

דילוג לתוכן