EO

Natuurkundigen maken bouwstenen voor een elektronisch brein

02 januari 2019 om 11:46 uur

Links :een vereenvoudigd circuit in de hersenen: neuronen ontvangen en verwerken signalen die ze dan weer doorgeven. Rechts: een kruisvorming circuit, dat onderdeel kan zijn van een elektronisch brein. De memristurs werken als de neuronen, ze kunnen hun geleding aanpassen zodat verbindingen sterker of zwakker worden. Beeld: Spintronics of Functional Materials groep, Rijksuniversiteit Groningen

Het brein is op veel manieren gewone computers de baas. Hersencellen verbruiken minder energie, verwerken informatie sneller en kunnen zich beter aanpassen. Ze beslissen bijvoorbeeld op basis van eerdere informatie of een prikkel belangrijk is of niet. In Groningen wordt gewerkt aan nieuwe elektronica die dit gedrag kan nabootsen, op basis van memristors.


Anouk Goossens van de master Nanoscience kreeg onlangs de Shell Award voor haar onderzoek aan Nb-doped SrTiO3, strontiumtitanaat met een beetje niobium erin, een stof die elementen van ons brein na kan bootsen. "In computers kunnen we signalen aan of uit zetten, met een 1 of 0. Onze hersenen zijn niet zo binair, die kunnen signalen in meerdere gradaties doorgeven. Dat kan deze stof ook. We kunnen wel duizend verschillende signalen sturen. Bovendien blijkt deze stof in staat tot onthouden en vergeten."


In de huidige computers zijn informatieverwerking en geheugen twee losstaande systemen, terwijl onze hersenen dat tegelijkertijd lijken te doen. Dat maakt de stof ook interessant.

 

Werking memristors

De geleiding van memristors wordt op analoge wijze bepaald door een elektrisch veld: "We gebruiken de mogelijkheid om de weerstand in dit systeem aan te passen. Via korte spanningspulsjes kunnen we die weerstand controleren en met een lage spanning kunnen we uitlezen welke stroom er in verschillende toestanden door de memristors heen gaat. De kracht van de puls bepaalt de weerstand. We vonden dat die met een factor 1000 kan veranderen."


Daarbij bleek dat de duur van de puls die Goossens gebruikte om de weerstand aan te passen, bepaalde hoe lang de memristor de instelling kon onthouden. Dit varieerde van een tot vier uur voor pulsen van een seconde tot twee minuten. Bovendien bleek dat het materiaal na honderd keer schakelen nog even goed presteert.

 

Vergeten

"Je kunt allerlei dingen doen met dit systeem. Door een memristor op verschillende manieren te ‘trainen', met verschillende pulsen, krijgt je een verschillend gedrag. Dat de weerstand na verloop van tijd verandert kan ook bruikbaar zijn. Het systeem kan zijn instellingen vergeten, net als de hersenen. Dat maakt de tijd tot een parameter om mee te spelen."


Bovendien kunnen geheugen en rekenkracht worden gecombineerd. Dat is efficiënter dan de klassieke computerarchitectuur, waarin opslag (op de magnetische harde schijf) en rekenkracht (in de processor) gescheiden zijn.

 

Gerelateerd nieuws

Licht uit modder

Licht uit modder

De Nederlandse designer Teresa van Dongen zoekt sinds 2016 naar manieren om bacteriën te gebruiken om elektriciteit op te wekken voor menselijk gebruik. En dat lukt. Op Oerol creëerde ze dit jaar Mud Well, een…

Hyundai introduceert zijn eerste hybride-model op zonne-energie

Hyundai introduceert zijn eerste hybride-model op zonne-energie

Hyundai Motor heeft zijn eerste hybride auto met zonnedak gepresenteerd. De silicium panelen kunnen de accu met 30 tot 60% per dag opladen, ook tijdens het rijden. In zes uur per dag kan het rijbereik op jaarbasis zo…

Gewijzigde versie NEN 3140 en NEN 3840 gepubliceerd

Gewijzigde versie NEN 3140 en NEN 3840 gepubliceerd

De normen voor de bedrijfsvoering van elektrische installaties, NEN 3140 (laagspanning) en NEN 3840 (hoogspanning), zijn gewijzigd. Dit zijn de normen voor werken aan elektrische installaties.

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

22 augustus 2019, vianen

Praktijkdag Performance Level (PL) ISO 13849-1

Na de theoriedag PL/SIL of module 4: Ontwerpen besturingstechnische veiligheidsmaatregelen van de...

23 augustus 2019

Praat mee over een toekomstbestendige machinerichtlijn

Nederland levert een bijdrage aan een impact-assessment betreffende de nieuwe Europese Machinerichtlijn...

2 september 2019, D&F kantoor Breda

Performance Level en Sistema 2.0

Meer agendapunten »