Melhores memristores para computação semelhante ao cérebro

TSUKUBA, Japão, 15 de maio de 2021 - (ACN Newswire) - Os cientistas estão cada vez melhores em fazer junções semelhantes a neurônios para computadores que imitam o processamento, armazenamento e recuperação de informações aleatórias do cérebro humano. Fei Zhuge, da Academia Chinesa de Ciências, e seus colegas revisaram os últimos desenvolvimentos no design desses 'memristores' para a revista Science and Technology of Advanced Materials.

Os computadores aplicam programas de inteligência artificial para relembrar informações aprendidas anteriormente e fazer previsões. Esses programas consomem muita energia e tempo: normalmente, grandes volumes de dados devem ser transferidos entre a memória separada e as unidades de processamento. Para resolver esse problema, os pesquisadores têm desenvolvido um hardware de computador que permite a transferência e o armazenamento de informações mais aleatórios e simultâneos, assim como o cérebro humano.

Os circuitos eletrônicos nesses computadores "neuromórficos" incluem memristores que se assemelham às junções entre neurônios chamadas sinapses. A energia flui através de um material de um eletrodo para outro, como um neurônio disparando um sinal através da sinapse para o próximo neurônio. Os cientistas agora estão encontrando maneiras de ajustar melhor esse material intermediário para que o fluxo de informações seja mais estável e confiável.

“Os óxidos são os materiais mais usados ​​em memristores”, diz Zhuge. “Mas os memristores de óxido têm estabilidade e confiabilidade insatisfatórias. Estruturas híbridas à base de óxido podem efetivamente melhorar isso. ”

Os memristores são geralmente feitos de um material à base de óxido imprensado entre dois eletrodos. Os pesquisadores estão obtendo melhores resultados quando combinam duas ou mais camadas de diferentes materiais à base de óxidos entre os eletrodos. Quando uma corrente elétrica flui pela rede, ela induz íons a flutuar dentro das camadas. Os movimentos dos íons acabam mudando a resistência do memristor, que é necessária para enviar ou interromper um sinal através da junção.

Os memristores podem ser ajustados ainda mais alterando os compostos usados ​​para eletrodos ou ajustando os materiais intermediários à base de óxido. Zhuge e sua equipe estão atualmente desenvolvendo computadores neuromórficos optoeletrônicos baseados em memristores de óxido opticamente controlados. Comparados aos memristores eletrônicos, espera-se que os fotônicos tenham velocidades de operação mais altas e menor consumo de energia. Eles podem ser usados ​​para construir sistemas visuais artificiais de próxima geração com alta eficiência de computação.

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Fei Zhuge
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Tópico: Pesquisa e desenvolvimento

Fonte: Ciência e Tecnologia de Materiais Avançados
Setores: Nanotecnologia

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