Учёные разработали миниатюрный квантовый резонансный туннельный диод, имитирующий работу нейронов мозга

Группа исследователей из Международной иберийской лаборатории нанотехнологий (INL) сделала важный шаг в области вычислений, вдохновлённых биологическими системами, создав устройство, которое эффективно преобразует световые сигналы в электрические импульсы, подобно тому как нейроны обрабатывают информацию.

Новый диод, работающий на основе квантового резонансного туннелирования, способен улавливать свет и превращать его в электрические сигналы, функционируя как сенсорный нейрон. Это устройство отличается высокой скоростью работы и минимальным потреблением энергии, благодаря использованию полупроводниковых материалов III–V группы, которые активно применяются в фотонике и высокоскоростной электронике. Специально выбранные материалы реагируют на ближний инфракрасный свет, что позволяет точно и быстро обрабатывать сигналы на наноуровне.

При превышении определённой интенсивности света диод переходит в состояние с отрицательным дифференциальным сопротивлением, что вызывает колебания напряжения. Эти колебания преобразуют входящий световой сигнал в электрические импульсы, имитируя работу биологических нейронов. В отличие от традиционных нейроморфных систем, которые требуют сложных схем и множества компонентов, новое устройство объединяет все функции в одном компактном элементе.

Особенностью разработки является её способность воспроизводить естественные процессы, происходящие в живых организмах, например, колебания нейронной активности, которые помогают животным, таким как стрекозы, отслеживать добычу, или у млекопитающих — обрабатывать сенсорную информацию и координировать действия мозга. Учёные уверены, что использование таких паттернов в аппаратном обеспечении откроет путь к созданию биоинспирированных систем, например, для искусственного зрения, которые смогут обрабатывать визуальную информацию и реагировать на окружающую среду с минимальным энергопотреблением.

Компактность и совместимость устройства с существующими полупроводниковыми платформами делают его идеальным для применения в будущих оптических датчиках, автономных транспортных средствах, системах LiDAR нового поколения и в сверхбыстрой обработке изображений для робототехники. Это открывает новые горизонты в создании технологий, которые не только «видят» мир, но и понимают его, как это делают живые системы.

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную