Lifandi vísindi - 11.01.2016, Blaðsíða 46

Print: csw
Status: 750 - Sprog godkendt Layout:CSW
Red.sek:KKI
45
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
01/2016 . Lifandi vísindi
Memristorinn
breytir formi eftir
straumnum
Memristorinn virkar eins og
venjulegt viðnám – resistor –
en lagið úr títandíoxíði veitir
nýjan eiginleika. Í venjulegum
resistor er viðnámið ævinlega
hið sama óháð hversu mikill
rafstraumur fer í gegnum það.
Þannig verkar ekki memristor.
Þetta gerir flögunni kleift að
læra og muna nýja hluti.
Memristor-flaga
Miðlungsviðnám Lítið viðnám Meira viðnám
Allir 144 memristorarnir í
flögunni hafa í fyrstu sama
viðnám og flagan afkastar
ekkert. En þegar hún er fyllt
með gögnum taka
memristorarnir að starfa.
Viðnámið í memristorunum
minnkar eftir því sem meiri
straumur fer um þá. Þessu
mætti líkja við að vatnsleiðsla
fái aukið þvermál og minnki
þannig vatnsþrýstinginn.
Ef strauminum er veitt í
gagnstæða átt í gegnum
vatnsleiðsluna minnkar
þvermál hennar og veitir
þannig strauminum meira
viðnám.
Þegar slökkt er á raf-
straumi fyrir memristor-
hringrásina „muna“ allir
memristorarnir það við-
nám sem var til staðar
þegar slökkt var á þeim.
Hér má sjá hversu agnarsmá
memristor-flagan er miðað við
mannshár.
“Vatnsleiðsla”
SHUTTERSTOCK
Mannshár
Með tölvu sem grundvallast á
memristorum mun allt á skjánum vera
nákvæmlega eins og það var þegar kveikt
er á tölvunni aftur þar sem memristorinn
man ævinlega síðasta ástand sitt. Þessi
nýjung hefur leitt af sér nafnið memristor
sem er samsett úr orðunum „memory“ og
„resistor“.
Verklagi memristorsins má þannig
beinlínis líkja við
taugamót heilans sem
virka eins og snertiflet-
ir milli 100 milljarða
taugunga heilans sem
gera okkur kleift að
læra og hugsa.
Þegar við lærum
eitthvað nýtt, sjá tauga-
mótin til þess að
s t y r k j a t i l t e k n a r
tengingar þannig að boðin fari auðveldar
í gegn sem upplýsingar í formi taugaboða
milli taugunganna. Á hinn bóginn geta
tengingarnar milli taugunganna minnk-
að, t.d. þegar við hættum að læra fram-
andi tungumál á einhverjum tíma.
Heilaflaga í snjallsíma
Frumgerðin að memristor flögunni var
smíðuð af prófessor Strukov árið 2015 og
144 memristorar flögunnar innihalda 144
raf-taugamót samanborið við einhver millj-
ón milljarða taugamóta í heilanum. Því er
óralöng leið í að flagan standi jafnfætis
getu manna. En Strukov og kollegar hans
telja memristorinn fullkominn íhlut til að
líkja eftir virkni heilans, því til
samanburðar þarf rafrás sem
b y g g i r á f j ö l m ö r g u m
transistorum til að ná fram
sömu áhrifum og eiga sér stað í
taugamótum sem einungis ein
stök memristor flaga státar af.
Memristorinn er ekki eina
tæknin sem nú er til rann-
sóknar til að skapa flögur sem
líkjast mannsheilanum. Hjá
IBM er einnig unnið að þessu verkefni og
fyrirtækið reiðir sig nú einkum á svo-
nefnda TrueNorth-flögu. Sú inniheldur
5,4 milljarða transistora og er um þessar
mundir sú flaga í heiminum sem inni-
heldur flesta slíka.
48 samtengdar TrueNorth-flögur eru
þannig viðleitni IBM við að smíða staf-
rænan heila. En þessi búnaður hjá IBM
tekur rými á við minni fataskáp og fram
til þessa hefur vísindamönnunum
einungis tekist að endurskapa getu heila
sem samsvarar greind í rottum.
Í nánustu framtíð er heldur ekki fyrir-
hugað að skapa nákvæmlega rafræna eft-
irmynd af mannsheilanum sem byggist á
memristorum.
En takist Stukov að margfalda fjölda
memristora í flögu gætu tölvur okkar inn-
an einhverra ára verið búnar memris-
torflögum sem geta skjótt og nákvæm-
lega borið kennsl á andlit og raddir án
þess að tæma rafmagnið úr rafhlöðunum.
Í fjarlægri framtíð gætum við svo
kannski verið með rafmagnsdót sem er
u.þ.b. jafn snjallt og við sjálf.
Memristorinn getur
munað þegar slökkt
er á honum. Nafnið
memristor er komið
af „memory“ (minni)
og „resistor“ sem
stýrir viðnámi í rafrás.