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Science et technologie

des chercheurs ont découvert un matériel qui imite le comportement du cerveau humain

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Certes, les avancées technologiques en matière d’intelligence artificielle (IA) rapprochent le calcul ultra-rapide grâce à l’ordinateur neuromorphique. Mais la question est de savoir si l’infrastructure actuelle est prête à gérer cette charge de travail.

En réalité, les codes écrits par les humains s’exécutent souvent sur des architectures silicium conventionnelles. Or, ces derniers ne sont pas adaptés à cette tâche. Des chercheurs de l’Université Purdue, de l’Université de Californie à San Diego (USCD) et de l’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles (ESPCI) de Paris ont alors cherché à résoudre ce défi. Ils ont publié leurs résultats dans Matériel électronique avancés, où ils ont exploré une approche pour remodeler le matériel en imitant les synapses du cerveau humain.

Un avenir prometteur pour l’ordinateur neuromorphique

L’ordinateur neuromorphique, qui imite le comportement du cerveau, s’appuie sur des puces informatiques spéciales. Dans le cerveau, les neurones transmettent des informations via les synapses, qui jouent un rôle clé dans la mémoire. Les chercheurs ont découvert que les oxydes de vanadium sont prometteurs pour l’informatique neuromorphique, car ils permettre la création à la fois de neurones artificiels et de synapses.

L’architecture des ordinateurs neuromorphiques présente un avantage majeur : une consommation d’énergie inférieure à celle des architectures silicium traditionnelles. Cela est dû à leur capacité à imiter les composants de base d’un cerveau, à savoir les neurones et les synapses. Contrairement au silicium, qui est efficace pour le stockage de la mémoire, les matériaux neuromorphiques imitent le comportement neuronal.

Cependant, trouver les matériaux appropriés pour créer à la fois de bonnes synapses et de bons neurones artificiels constitue un défi. Seulement quelques matériaux quantiques se montrer prometteur dans ce domaine, notamment le dioxyde de vanadium. Les chercheurs ont découvert que la mémoire s’accumule dans tout l’échantillon de vanadium. Cette découverte ouvre alors de nouvelles possibilités pour le contrôle de cette propriété.

Les résultats de cette recherche ont été révélés. Des vidéos microscopiques ont cependant montré que des changements dans les domaines métalliques et isolants du vanadium provoquent un accumulation de mémoire dans tout l’échantillon.

Cette mémoire résulte des changements de température locaux lorsque le matériau passe de l’isolant au métal et vice versa. Là diffusion préférentielle de défauts ponctuels dans les domaines métalliques semble contribuer à cette accumulation de mémoire.

Les chercheurs envisagent désormais de poursuivre leurs travaux en modifiant localement le vanadium et en observant les effets. Notamment l’impact du bombardement ionique sur la surface du matériau.

Cela pourrait permettreaméliorer le comportement synaptique de ce matériau neuromorphique. Cela se fait en guidant le courant électrique vers les zones où l’effet mémoire est le plus prononcé.

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