نورون مصنوعی از یک لایه نرم
لایه مورد استفاده از پلیمر PDMS ساخته شده، حدود دو نانومتر ضخامت دارد و میان دو الکترود فلزی قرار میگیرد. اعمال ولتاژ، الکترودها را به هم نزدیک و پلیمر را فشرده میکند؛ با تغییر فاصله، جریان عبوری نیز تغییر میکند. اثر ورودیهای قبلی مدتی در وضعیت مکانیکی قطعه باقی میماند. پژوهشگران از این ویژگی برای ساخت نمونهای استفاده کردهاند که تحریک را جمع میکند و پس از رسیدن به آستانه، پاسخی شبیه شلیک نورون نشان میدهد.
برای فهم این ایده، باید کمی از تصویر آشنای رایانه فاصله گرفت. در معماری متداول، پردازنده و حافظه اجزای جداگانهاند و داده بین آنها رفتوآمد میکند. در محاسبات نورومورفیک، طراحان میکوشند برخی اصول پردازش در دستگاه عصبی را وارد سختافزار کنند؛ از جمله نزدیککردن حافظه و محاسبه و انجام کار در واکنش به رخدادها.
زمان هم در این شیوه بخشی از اطلاعات است. رسیدن چند ورودی نزدیک به هم میتواند اثری متفاوت از همان ورودیها با فاصله زیاد داشته باشد. شبکههای عصبی ضربهای این رفتار را با واحدهایی بازسازی میکنند که ورودی را انباشته میکنند و با عبور از آستانه، سیگنال میفرستند. چنین طراحیهایی لزوماً تقلید کامل مغز نیستند؛ معمولاً ویژگی مشخصی از آن را برای یک مسئله مهندسی به کار میگیرند.
این حوزه پیش از پژوهش تازه MIT هم مسیرهای مختلفی داشته است. برای نمونه، اینتل در پردازنده Loihi 2 از پردازش مبتنی بر رخداد، حافظه نزدیک به محاسبه و ارتباطهای ضربهای استفاده میکند. این شرکت همچنین ابزار نرمافزاری Lava را برای توسعه کاربردهای الهامگرفته از مغز ارائه کرده است. وجود این نمونهها نشان میدهد پیشرفت این حوزه به ساخت قطعه محدود نمیشود و نرمافزار مناسب نیز بخش مهمی از کار است. پژوهشهای نورومورفیک اینتل
لایه نرمِ قطعه MIT علاوه بر نگهداشتن اثر تحریک، مانع چسبیدن برگشتناپذیر الکترودها میشود. پژوهشگران، تجهیزات پوشیدنی و پردازش دادههای لمسی را از کاربردهای احتمالی آن میدانند.
میتوان برای تصور کاربرد، انگشت یک دست مصنوعی را در نظر گرفت: فشار تماس تغییر میکند و سامانه باید تشخیص دهد چه زمانی واکنش نشان بدهد. اگر بخشی از پردازش کنار حسگر انجام شود، طراح فرصت پیدا میکند وابستگی به ارسال پیوسته داده را کمتر کند. این صرفاً مثالی برای توضیح ظرفیت چنین معماریای است؛ گزارش حاضر از عرضه دست مصنوعی مجهز به این قطعه خبر نمیدهد.
فاصله میان نمایش رفتار یک نورون و ساخت سامانهای کاربردی همچنان زیاد است. پرسشهای تعیینکننده در مرحله بعد، دوام قطعه، یکنواختی ساخت، اتصال تعداد زیادی واحد و عملکرد آنها در یک وظیفه واقعی خواهد بود. ارزش این پژوهش در بازکردن مسیر تازهای برای طراحی است: ماده میتواند علاوه بر نگهداشتن اجزای مدار، در پردازش اطلاعات هم نقش فعال داشته باشد.