همگرایی اسپینترونیک و فناوری‌نانو برای تشخیص صدا

تاریخ : ۱۵ آبان ۱۳۹۷

تعداد بازدید : ۱۱۹

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

پژوهشگران فرانسوی با استفاده از اسپینترونیک و فناوری‌نانو، اقدام به ساخت شبکه‌ای شبه نرونی کردند که همانند مغز می‌تواند تلفظ حروف صدادار را از هم تشخیص دهد.

محققان مرکز سرن در فرانسه با همکاری پژوهشگرانی از AIST ژاپن موفق به ساخت نانوابزاری شدند که قادر است حروف مختلف را از روی صدا تشخیص دهد. این ابزار از چهار نوسانگر اسپینترونیک تشکیل شده که به صورت شبکه‌ای در کنار هم عمل می‌کنند. هر یک از این بخش‌های نانومقیاس در شبکه، همانند یک نرون نانومتری عملکرده و مانند بخشی از مغز می‌تواند حروف را از هم تفکیک دهد. ساخت این شبکه گامی به سوی اسپینترونیک و محاسبات نرومورفیک است.

کامپیوترهای نرومورفیک سامانه‌هایی هستند که به تقلید از سیستم‌های نرونی زیستی ساخته شده‌اند و در آنها نرون و سیناپس وجود دارد. به جای استفاده از سیستم‌های دوتایی، از شبکه‌ای نرون‌مانند دراین کامپیوترها استفاده شده است. به دلیل وجود این شبکه، سرعت و توانمندی محاسبات آنها بیش از کامپیوترهای رایج است. یکی از مزیت‌های این سامانه‌ها مصرف انرژی پایین آنها است. این کامپیوترها می‌توانند یادبگیرند کاری را انجام بدهند و دیگر نیاز به دادن برنامه‌ به آنها نیست.

در مغز انسان بیش از 100 میلیارد نرون وجود دارد که هر یک ولتاژی را دریافت می‌کند و در نتیجه یک خروجی را ایجاد می‌کند که مجموع این ولتاژها باید به یک حد برسد تا فعالیتی در مغز صورت گیرد. این فرآیند به اسپایک شهرت دارد که می‌توان آن را در مقیاس نانومتری شبیه‌سازی کرد. دستگاه نوسانگر اسپینترونیک می‌تواند در مقیاس‌نانو این کار را انجام دهد. این گروه تحقیقاتی از چنین نوسانگری برای شبیه‌سازی اسپایک در کامپیوترهای نرومورفیک استفاده کردند.

محققان این پروژه از چهار ابزار اسپینترونیک به قطر 375 نانومتر که روی آنها یک لایه از جنس بور-آهن و لایه دیگر از جنس یک غیرفلز قرار دارد، استفاده کردند. این دو لایه به صورت ساندویچی، ساختار را محاط کرده است و هر لایه فرومغناطیس می‌تواند در یک جهت مغناطیسی شود. زمانی که ولتاژ به این سیستم اعمال می‌شود، جریان پلاریزه از یک لایه مغناطیسی به لایه دیگر می‌رود و این حرکت موجب ایجاد گشتاور در لایه مغناطیسی دوم می‌شود. این فرآیند می‌تواند با اندازه‌گیری ولتاژ توسط دستگاه، رصد شود. اتصال این بخش‌ها به هم موجب تشکیل شبکه‌ای می‌شود که قادر به تشخیص هجی کلمات توسط کاربر است.

منبع : https://physicsworld.com/a/coupled-spintronic-neurons-learn-to-recognize-vowels/

نظر شما