Mançester Universitetinin Milli Qrafen İnstitutundan olan alimlər insan beyninin yaddaş funksiyalarını təqlid edən proqramlaşdırıla bilən yeni bir sinif nanofluidik memristorları hazırlayıblar. Bu kəşf növbəti nəsil neuromorf kompüter sistemlərinin yaradılmasına yol açır. Tədqiqat Nature Communications jurnalında dərc olunub və Milli Qrafen İnstitutu, Foton Elm İnstitutu, Fizika və Astronomiya Departamentindən olan alimlər tərəfindən həyata keçirilib. Onlar iki ölçülü (2D) nano kanalların eksperimental parametrlər vasitəsilə tənzimlənərək, memristiv davranışın nəzəri olaraq təxmin edilən dörd növünü bir cihazda nümayiş etdirə biləcəyini sübut ediblər. Bu, indiyə qədər bir cihazda nail olunmamış bir uğurdur.

Memristorlar, yəni yaddaş rezistorları, keçmiş elektrik fəaliyyətlərinə əsasən müqavimətlərini tənzimləyən komponentlərdir. Əksər mövcud memristorlar elektron hərəkətinə əsaslanan bərk hal cihazlarıdır. Lakin, Prof. Radha Boya rəhbərliyindəki komanda 2D materiallardan (MoS₂ və hBN) ibarət nazik nano kanallarda maye elektrolitlərdən istifadə etdi. Bu nanofluidik yanaşma ultra-aşağı enerji istehlakı və bioloji öyrənmə proseslərini təqlid etmək imkanını təmin edir.

Alimlər nano cihazın yaddaş rejimlərini dəyişdirə bilmək üçün elektrolit tərkibi, pH, gərginlik tezliyi və kanal geometrisi kimi eksperimental parametrləri tənzimləyərək dörd fərqli yaddaş dövrü üslubunu nümayiş etdiriblər. Bu üslublar ion-ion qarşılıqlı təsir, ion-səth yükünün adsorbsiyası/desorbsiyası, səth yükünün inversiyası və ion konsentrasiyasının qütbləşməsi kimi yaddaş mexanizmlərini əhatə edir. Professor Radha Boya qeyd edir ki, bu, ilk dəfədir ki, bir cihazda bütün dörd memristor növü müşahidə olunub. Bu, nanofluidik sistemlərin tənzimlənmə qabiliyyətini və kompleks beyin davranışlarını təqlid etmək potensialını göstərir.

Nano cihazlar həm qısamüddətli, həm də uzunmüddətli yaddaş funksiyalarını nümayiş etdirir. Bu, bioloji sinapslara bənzər bir xüsusiyyətdir. Cihazlar tətbiq olunan gərginlik və elektrolit şərtlərinə uyğun olaraq məlumatı unuda bilər və ya günlərlə yadda saxlaya bilər. Bu proses neuromorf sistemlərin ətraf mühitdən öyrənmək və adaptasiya etmək qabiliyyətinə malik olmasını təmin edir. Məsələn, cihazlar sinir siqnallarının ardıcıl göndərilməsindən yaranan qısamüddətli sinaptik depressiyanı təqlid edir. Nano kanallarda bu effekt ion qarşılıqlı təsirlərindən yaranır və ilkin vəziyyətinə qayıtmaq üçün zamana ehtiyac duyur.

Tədqiqat qrupu ion-ion qarşılıqlı təsirləri, səth adsorbsiyası və kanal giriş effektlərini əhatə edən minimal nəzəri model hazırlayıb. Bu model bütün dörd memristor dövrü növünü uğurla təqlid edir və gələcək nanofluidik yaddaş sistemlərini dizayn etmək üçün vahid çərçivə təqdim edir. Dr. Abdulghani İsmail qeyd edir ki, bu iş ion yaddaşı sahəsində mühüm bir sıçrayışdır və insan beyninə daha çox bənzəyən, aşağı enerjili adaptiv kompüter sistemləri üçün maraqlı perspektivlər açır.

Tədqiqatçılar 2D materialların və maye ion ötürülməsinin unikal xüsusiyyətlərindən istifadə edərək, real vaxtda öyrənmə və qərar qəbul etmə qabiliyyətinə malik olan yenidən konfiqurasiya edilə bilən, enerji effektiv kompüter cihazlarının yaradılmasını təsəvvür edirlər. Bu kəşf süni intellekt, robototexnika və bioelektronika sahələrində geniş tətbiq imkanları təqdim edir.