JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
Guidelines for contributing Technical Papers: download PDF

Forskare på Linköpings universitet har tagit fram en artificiell synaps som kan skapa kopplingar där inga kopplingar tidigare fanns. Den förmågan har fram till nu varit förbehållen biologiska synapser.

Den artificiella synapsen är en transistor byggd i organisk elektronik, ett forskningsområde där Linköpings universitet har ett världsledande laboratorium.

Forskarna har fått sina resultat publicerade i tidskriften Advanced Science.

Skapar polymerkedjor

En vanlig transistor fungerar som en ventil som förstärker eller förminskar utsignalen, beroende på hur insignalen ser ut. I den organiska elektrokemiska transistor som forskarna har tagit fram formas själva kanalen i transistorn av en elektropolymeriserad ledande polymer. 

Kanalen kan formas, den kan växa eller krympa, och även tas bort helt under gång. Förändringarna sker genom att polymeriseringen av materialet i transistorkanalen ökas. 

Fler och fler polymerkedjor skapas och  leder signalen, eller så överoxideras materialet genom att en hög spänning läggs på så att kanalen blockeras. 

Gradvisa förändringar av ledningsförmågan kan också göras genom att förändra dopningen av materialet.

Linköpings­transistorn räknas liksom bland annat mem­ristorer som en ”neuromorf” teknik – det vill säga teknik som ligger närmare den biologiska verklighetens neuroner än de idag populära artificiella neuronnät som spelar go och gör bild­igenkänning.

Simone Fabiano

– Vår organiska elektro­kemiska transistor kan utföra tusen­tals vanliga transis­torers jobb med en energi­åtgång som närmar sig den energi som går åt när en mänsklig hjärna skickar signaler mellan två celler, säger Simone Fabiano, en av forskarna.

Biologiska hjärnor är byggda av neuroner som är anslutna till varandra via synapser. Anslutning­arnas styrka kan förändras – det är så vi lär oss saker. 

För att demonstrera transistorns synapsliknande förmåga, har forskarna byggt en elektronisk krets som kan läras att koppla samman stimuli och respons – som Pavlovs berömda hund som lär sig associera klockan till mat­skålen och börjar salivera.

Det som händer när transistorn tränas är att transistorkanalen leder allt bättre och utsignalen blir allt större. Det är ett beteende som är jämförbart med synapser eller med kommunikationen mellan två hjärnceller.

Forskarna har demonstrerat både kortvariga och permanenta förändringar i hur transistorn processar information.

Jennifer Gerasimov

– Det är nödvändigt om vi vill efterlikna det sätt som hjärnceller kommunicerar med varandra, säger Jennifer Gerasimov, en av forskarna.

Det är första gången någon har kunnat visa förändringsbarhet i en elektronisk komponent i realtid i ett system som ska efterlikna hur hjärnan fungerar.

För transistorkanalen används den här gången inte den kända polymeren PEDOT utan en polymer av en nyligen utvecklad monomer kallad ETE-S. Den togs fram av medförfattaren Roger Gabrielsson som är verksam vid samma labb.

Forskningen har finansierats med medel från bland andra Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vinnova, Vetenskapsrådet och Stiftelsen Strategisk Forskning.

MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)