Mejores memristores para una computación similar a la del cerebro

TSUKUBA, Japón, 15 de mayo de 2021 - (ACN Newswire) - Los científicos están mejorando en la creación de uniones similares a neuronas para computadoras que imitan el procesamiento, almacenamiento y recuperación aleatorios de información del cerebro humano. Fei Zhuge de la Academia de Ciencias de China y sus colegas revisaron los últimos avances en el diseño de estos 'memristores' para la revista Science and Technology of Advanced Materials.

Las computadoras aplican programas de inteligencia artificial para recordar información previamente aprendida y hacer predicciones. Estos programas consumen mucho tiempo y energía: por lo general, se deben transferir grandes volúmenes de datos entre unidades de procesamiento y memoria independientes. Para resolver este problema, los investigadores han estado desarrollando hardware informático que permite una transferencia y almacenamiento de información más aleatorio y simultáneo, al igual que el cerebro humano.

Los circuitos electrónicos de estas computadoras 'neuromórficas' incluyen memristores que se asemejan a las uniones entre neuronas llamadas sinapsis. La energía fluye a través de un material de un electrodo a otro, como una neurona que envía una señal a través de la sinapsis a la siguiente neurona. Los científicos ahora están encontrando formas de ajustar mejor este material intermedio para que el flujo de información sea más estable y confiable.

“Los óxidos son los materiales más utilizados en memristores”, dice Zhuge. “Pero los memristores de óxido tienen una estabilidad y una fiabilidad insatisfactorias. Las estructuras híbridas a base de óxidos pueden mejorar esto de manera efectiva ".

Los memristores suelen estar hechos de un material a base de óxido intercalado entre dos electrodos. Los investigadores obtienen mejores resultados cuando combinan dos o más capas de diferentes materiales a base de óxidos entre los electrodos. Cuando una corriente eléctrica fluye a través de la red, induce a los iones a desplazarse dentro de las capas. Los movimientos de los iones finalmente cambian la resistencia del memristor, que es necesaria para enviar o detener una señal a través de la unión.

Los memristores se pueden sintonizar aún más cambiando los compuestos utilizados para los electrodos o ajustando los materiales intermedios a base de óxidos. Zhuge y su equipo están desarrollando actualmente computadoras neuromórficas optoelectrónicas basadas en memristores de óxido controlados ópticamente. En comparación con los memristores electrónicos, se espera que los fotónicos tengan velocidades de operación más altas y un menor consumo de energía. Podrían usarse para construir sistemas visuales artificiales de próxima generación con alta eficiencia informática.

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Fei Zhuge
Academia China de Ciencias
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Comunicado de prensa distribuido por ResearchSEA sobre ciencia y tecnología de materiales avanzados.

Tema: Investigación y desarrollo

Fuente: Ciencia y tecnología de materiales avanzados
Sectores: Nanotecnología

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