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一天只需要“吃”两根香蕉的电子系统:用于未来电子影象的人造离子神经元

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,2021-08-10 16:06 人民资讯

一台通俗的家用电脑功率也许在200至300瓦之间,取中央值250瓦来盘算的话,一台家用电脑一天运行24小时将消耗6度电。而人脑的能量消耗相当于天天两根香蕉。一根香蕉能提供81大卡。凭证1千瓦时约即是860大卡来换算,一台电脑运行一天所需的能量,是人脑运行一天的31.85倍。

人脑是若何做到在耗能云云低的情形下,完成我们一样平常事情生涯的种种庞大义务呢?隐秘藏在人脑的基本单元——神经元里。

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神经元有一个带有纳米孔的膜,称为离子通道,会凭证吸收到的 *** 打开和关闭。由此发生的离子流会发生电流,认真发射动作电位,这是允许神经元相互交流的信号。

科学界一直试图设计出与人脑一样节能的电子系统,例如,通过使用离子而不是电子来携带信息。为此,纳米流体学(研究流体在小于 100 纳米宽的通道中的行为方式)提供了许多看法。在一项新研究中,来自 ENS 物理实验室(CNRS/ENS-PSL/索邦大学/巴黎大学)的一个团队展示了若何构建由含有单层水分子的极薄石墨烯狭缝形成的人工神经元原型。

科学家们已经证实,在电场的作用下,这层水的离子会群集成细长的簇,并发生一种称为忆阻器效应的特征:这些簇会保留了已往吸收到的一些 *** 。为了重复与大脑的对照,石墨烯狭缝再现了离子通道、簇和离子流。而且,使用理论和数字工具,科学家们已经展示了若何组装这些集群以重现动作电位发射的物理机制,从而重现信息的传输。

这项理论事情在法国团队内部继续举行实验,并与英国曼彻斯特大学的科学家互助。现在的目的是通过实验证实,这种系统可以实现简朴的学习算法,作为未来电子影象的基础。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料

https://www.eurekalert.org/news-releases/923900

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