About / Advertise
Forskare på Linköpings universitet har tagit fram en artificiell synaps som kan skapa kopplingar där inga kopplingar tidigare fanns. Den förmågan har fram till nu varit förbehållen biologiska synapser.
Den artificiella synapsen är en transistor byggd i organisk elektronik, ett forskningsområde där Linköpings universitet har ett världsledande laboratorium.
Forskarna har fått sina resultat publicerade i tidskriften Advanced Science.
Skapar polymerkedjorEn vanlig transistor fungerar som en ventil som förstärker eller förminskar utsignalen, beroende på hur insignalen ser ut. I den organiska elektrokemiska transistor som forskarna har tagit fram formas själva kanalen i transistorn av en elektropolymeriserad ledande polymer. Kanalen kan formas, den kan växa eller krympa, och även tas bort helt under gång. Förändringarna sker genom att polymeriseringen av materialet i transistorkanalen ökas. Fler och fler polymerkedjor skapas och leder signalen, eller så överoxideras materialet genom att en hög spänning läggs på så att kanalen blockeras. Gradvisa förändringar av ledningsförmågan kan också göras genom att förändra dopningen av materialet. |
Linköpingstransistorn räknas liksom bland annat memristorer som en ”neuromorf” teknik – det vill säga teknik som ligger närmare den biologiska verklighetens neuroner än de idag populära artificiella neuronnät som spelar go och gör bildigenkänning.
 |
| Simone Fabiano |
– Vår organiska elektrokemiska transistor kan utföra tusentals vanliga transistorers jobb med en energiåtgång som närmar sig den energi som går åt när en mänsklig hjärna skickar signaler mellan två celler, säger Simone Fabiano, en av forskarna.
Biologiska hjärnor är byggda av neuroner som är anslutna till varandra via synapser. Anslutningarnas styrka kan förändras – det är så vi lär oss saker.
För att demonstrera transistorns synapsliknande förmåga, har forskarna byggt en elektronisk krets som kan läras att koppla samman stimuli och respons – som Pavlovs berömda hund som lär sig associera klockan till matskålen och börjar salivera.
Det som händer när transistorn tränas är att transistorkanalen leder allt bättre och utsignalen blir allt större. Det är ett beteende som är jämförbart med synapser eller med kommunikationen mellan två hjärnceller.
Forskarna har demonstrerat både kortvariga och permanenta förändringar i hur transistorn processar information.
 |
| Jennifer Gerasimov |
– Det är nödvändigt om vi vill efterlikna det sätt som hjärnceller kommunicerar med varandra, säger Jennifer Gerasimov, en av forskarna.
Det är första gången någon har kunnat visa förändringsbarhet i en elektronisk komponent i realtid i ett system som ska efterlikna hur hjärnan fungerar.
För transistorkanalen används den här gången inte den kända polymeren PEDOT utan en polymer av en nyligen utvecklad monomer kallad ETE-S. Den togs fram av medförfattaren Roger Gabrielsson som är verksam vid samma labb.
Forskningen har finansierats med medel från bland andra Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vinnova, Vetenskapsrådet och Stiftelsen Strategisk Forskning.
