Лента новостей

15:28
Безопасность превыше всего: Apple обяжут следовать законам России
11:30
Россия готовится к конфискации активов в США
11:23
Железная логика с Сергеем Михеевым
11:21
Сергей Будков: Разбор разведданных, 21.07.18
11:20
Эксперимент для многих
11:19
В Госдуме требуют наказать хорвата Виду за экстремизм
11:18
«Цирк, цирк, цирк»: клоун Порошенко поднял тему независимости от России
11:17
Киргизия: Сложный путь…
10:04
Почему люди любят ездить на дачу?
09:50
Спасибо Макфолу: Теперь мы знаем, как нас надо давить
09:49
«Крокодил» против «Фантома». Самые необычные дуэли на войне
09:47
«Дело 12 шпионов» может обернуться победой России и катастрофой для США
21:15
Гудков: о работе на курорте и опасностях перегрева на солнце
18:51
В Белоруссии вывески дублируют на китайский язык
18:50
CrossTalk. Путин и Трамп сделали первые шаги к сближению России и США
18:49
Эдуард Лимонов: Не благоустройство, но расселение на наших восточных азиатских землях
18:45
Пенсионная реформа: расплата неизбежна
18:43
Пытки в подвалах ярославского ФСИН
18:38
Ученые нашли радиацию с «Фукусимы» в калифорнийском вине
18:35
Израиль идет по пути Третьего Рейха?
18:35
Климкин заявил, что вице-премьер Италии заплатит за оправдание «анексии Крыма»
18:33
Ядерное оружие России превосходит на голову вооружение других государств
18:31
Официальный Лондон благодарит Россию за ЧМ-2018
18:30
Закулисная причина продажи Россией американских долговых бумаг
18:29
Европа бьёт по Украине металлом
17:47
Политолог: Путин поддержал конструктивную дискуссию вокруг будущих пенсий
10:24
Госдеп отказался публиковать документ с критикой России
10:23
Израиль встревожен тем, что отныне не может сбивать сирийские самолеты в районе Голан
10:22
Как адмирал Гайдук Азовское море минировал
10:21
Шпионский скандал в Роскосмосе: какие секреты гиперзвука утекали за рубеж
10:20
По «Ялте-2» – страхом и войной в Донбассе!
10:19
От Чугункина к Чугунелли
10:18
Социальная база правящего режима на Украине
10:16
СБУшники поставили на колени и расстреляли бывшего ополченца ДНР
10:07
Конфисковать деньги Украины и подорвать доллар: Москва отвечает на санкции
10:04
Путин начал зачистку предателей – виновные по «Кинжалу» уже наказаны
10:00
Гарантия перехвата. На что способна новая российская противоракета
09:59
«Нас будет в 1000 раз больше, если нога Путина ступит в Вашингтон»
09:57
Ядерная экспансия США на Украину взывала симметричный ответ России
06:23
Путин перехитрил Трампа, предложив провести референдум в Донбассе
18:45
Владимир Путин рассказал, зачем России был нужен Чемпионат
18:38
Украинцев готовят к президентству Наливайченко
18:37
Закат украинского национализма
18:36
Почему Поклонская голосовала против пенсионной реформы
18:35
Разложение: армия Украины распродает оружие криминалу
Все новости

Архив публикаций

«    Июль 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031 


» » Симбиоз мозг — компьютер: первые попытки срастить нейрон с микросхемой

Симбиоз мозг — компьютер: первые попытки срастить нейрон с микросхемой

 Ученые из Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского (участник "Проекта 5-100") работают над созданием адаптивного нейроинтерфейса, состоящего из сопрягающихся нейрональных сетей мозга и электронных нейроморфных систем на основе мемристоров.

Эта работа является одной из первых попыток совместить живую биологическую культуру с биоподобной нейронной сетью на основе мемристоров.

В 1971 году в статье профессора Калифорнийского университета Леона Чуа (Leon Chua) был впервые упомянут мемристор. Чуа теоретически предсказал наличие еще одного элемента электрических цепей наряду с сопротивлением, индуктивностью и емкостью, назвав его "мемристор".

Мемристивный чип в корпусе, размещенный в стандартном контактирующем устройстве (для тестирования параметров мемристивных наноструктур)

Об этом определении до сих пор спорят, как спорят и насчет фундаментального вопроса: что такое мемристор? Изначально он был придуман как новый элемент электрических цепей, но сейчас многие считают, что мемристор несет в себе определенное расширение функциональных возможностей резистора: мемристор — "резистор с памятью".

В отличие от обычного резистора (сопротивления), который определяет линейную зависимость тока от напряжения, мемристор — нелинейный элемент, сопротивление которого зависит от "предыстории", — например, от того, какой ток через него протекал. Он как бы "запоминает", что через него пропускали, и его состояние меняется в зависимости от этого. Такое адаптивное поведение мемристора очень схоже с тем, что мы можем встретить в природе, — в частности, в нервной системе, где эту роль играет синапс. Соответственно, биоподобные мемристорные системы — это системы, для которых базовым элементом является мемристор.

Что касается устройств таких систем, здесь могут существовать разные подходы, и ученые ННГУ предлагают свой вариант.

Схема совмещения живых нейронов с нейронной сетью на основе мемристоров (ННГУ)

На базе НИФТИ ННГУ и Нижегородского нейронаучного центра разрабатывается адаптивный нейроинтерфейс, в котором, с одной стороны, присутствует живая культура, а с другой — нейронная сеть на основе мемристоров. Мемристорные нейронные сети будут сопряжены с многоэлектродной системой регистрации и стимуляции биоэлектрической активности культуры нейронов, выполняющей функцию анализа и классификации сетевой динамики живых клеток.

© Е.Емельянова (НИФТИ ННГУ)
Ученые ННГУ и оборудование для формирования мемристивных наноструктур (установка плазменного реактивного травления)

В данный момент ученые исследуют возможность построения обратной связи, в рамках которой выходной сигнал с мемристорной сети будет применяться для стимуляции биологической сети — то есть впервые реализуется процесс обучения живой клеточной культуры.

Прототип искусственной нейронной сети на основе гибридной аналогово-цифровой электронной схемы и мемристивного чипа

В качестве живой культуры ученые используют искусственно выращенную нейрональную культуру клеток мозга. Но, в принципе, можно также использовать и срез живой ткани.

По сравнению с мировыми конкурентами, ставящими задачу "соединения живого мира и искусственных архитектур" (например, проект RAMP), преимущество проекта ННГУ состоит в том, что квалифицированные специалисты в разных областях — физики и технологии создания мемристивных наноструктур, моделирования нейронных сетей, проектирования электронных схем, нейродинамики и нейробиологии — сосредоточены как территориально, так и организационно в рамках одного университета.

Заведующий Лабораторией физики и технологии тонких пленок НИФТИ ННГУ имени Н. И. Лобачевского, кандидат физико-математических наук Алексей Михайлов

Поясняет заведующий Лабораторией физики и технологии тонких пленок НИФТИ ННГУ имени Н. И. Лобачевского, кандидат физико-математических наук Алексей Михайлов: "Мы пытаемся создать прототип нейронной сети на основе мемристоров, которая по своему внутреннему устройству и функциональности подобна биологической нервной системе. Благодаря локальности мемристивного эффекта (соответствующие явления происходят в наномасштабе) и использованию современных стандартных технологий микроэлектроники можно будет получить на одном чипе большое количество нейронов и синапсов. Это отдаленная перспектива, к которой мы стремимся. То есть на кристалле, на чипе можно "вырастить" человеческий мозг. Пока мы делаем вещи попроще: пытаемся создавать гибридные электронные схемы, в которых какие-то функции реализуются на базе традиционной электроники (транзисторы), а какие-то новые функции, которые трудно реализовать в железе, обеспечиваются на основе мемристоров".

Ученые ННГУ в ходе исследования параметров адаптивного отклика мемристивных устройств

Цель проекта — создание компактных электронных устройств на основе мемристоров, воспроизводящих свойство синаптической пластичности и функционирующих в составе биоподобных нейронных сетей в сопряжении с живыми биологическими культурами. Применение гибридных нейросетей на основе мемристоров открывает удивительные перспективы. Во-первых, мемристор может помочь уместить мощности современных суперкомпьютеров на одном чипе. Во-вторых, можно будет создавать роботов, управляющих искусственно выращенной нейрональной культурой. В-третьих, такие "мозгоподобные" системы могут использоваться для замещения части живой нервной системы электронной в случае ее повреждения или заболевания.







Опубликовано: legioner     Источник

Похожие публикации для статьи "Симбиоз мозг — компьютер: первые попытки срастить нейрон с микросхемой"


1 комментарий

  1. {text_stat}
    Николай Черняк

    проблема в другом .. чтобы потом за границу не ушло! 

    А то у нас ГРЕБАНННАЯ АКАДЕМИЯ НАУК .. продажные выродки! 

    Николаичь
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Новости партнеров

Наверх