محقق ایرانی کشف کرد: ماده‌ای که حافظه دارد و می‌تواند گذشته خود را به یاد آورد

چگونه می‌توان ساختاری همچون مغز انسان به وجود آورد؟ چه ماده‌ای می‌تواند مثل نورون‌ها رفتار کند؟ و باوجود سیستم‌های کامپیوتری فوق‌العاده سریع و پیشرفته امروزی، چه نیازی به ساخت چیزی شبیه مغز انسان است؟

اگرچه کامپیوتر‌های امروزی توان محاسباتی بسیار بالایی دارند، مثلا می‌توانند حاصل‌ضرب دو عدد خیلی بزرگ را در کسری از ثانیه بدست آورند، اما همیشه در تقابل با مغز انسان پیروز نیستند.

برای مثال مغز ما به راحتی می‌تواند چهره یک دوست قدیمی را تشخیص دهد اما این فرآیند برای کامپیوتر‌های امروزی بسیار دشوار است. حال فرض کنید اگر بتوانیم سیستمی بسازیم که ویژگی‌های کامپیوتر و مغز انسان را همزمان داشته باشد، به چه سطحی از هوشیاری دست می‌یابیم.

محمد سمیع‌زاده نیکو، دانشجوی دکتری الکترونیک دانشگاه پلی‌تکنیک لوزان در سوئیس، طی مشاهده‌ای تصادفی متوجه شد اکسید وانادیوم رفتاری شبیه به نورون‌ها دارد.

او که کارشناسی و کارشناسی ارشد خود را در دانشگاه صنعتی شریف گذرانده است در گفتگویی اختصاصی با یورونیوز این کشف خود را تشریح کرد.

او درباره مشاهده و کشف خود می‌گوید: «وقتی به صورت تصادفی آزمایش‌هایی را روی ماده‌ای به نام اوکسید وانادیوم انجام می‌دادم، رفتاری مشابه رفتار نورون‌ها مشاهده کردم. وانادیم یک فلز است و پس از اوکسید شدن به اکسید وانادیم تبدیل می‌شود.

این ماده‌ قابلیت تولید در آزمایشگاه را دارد. اکسید وانادیم، می تواند فعال سازی مشابه نورون را از خود نشان دهد به این معنا که تحت شرایطی می‌تواند جریان الکتریکی را از خود عبور دهد. ما کشف کردیم که این شرایط فعال سازی به گذشته اکسید وانادیم و درواقع به فعال سازی‌های قبلی انجام شده مربوط است.

این موضوع دقیقا مشابه اتفاقی است که در مغز ما می‌افتد. وقتی فردی را شناسایی می‌کنیم یک سری از نورون‌ها فعال می‌شوند و حافظه‌ای در مغز ما شکل می‌گیرد. وقتی دوباره با همان فرد روبرو می‌شویم، آن نورون‌ها خیلی سریع‌تر و با انرژی کمتری می‌توانند فعال شوند و به این صورت است که فردی را می‌شناسیم.

در نتیجه، عملکرد این قطعه الکترونیکی بسیار شبیه به نورون است و به وسیله آن می‌توان دقیقا همین شبکه نورون‌هایی را که در مغز ما هست، با اتصال پیاپی قطعات الکترونیکی تولید کرد.»

سمیع زاده در باره کاربرد کشف خود در هوش مصنوعی می‌گوید: «تولید سخت افزار گام بسیار مهمی است. در گذشته سعی می‌کردند با ترانزیستوری رفتار‌های نورون‌ها را شبیه‌سازی کنند. اما رفتار خاص ترانزیستور بسیار دور از نورون است.

برای همین هم ابعاد سیستم‌ها بسیار بزرگ می‌شد، هم دقتشان بسیار پایین بود و هم مصرف انرژیشان خیلی زیاد بود. اما این سویچ الکترونیکی به خودی خود بسیار شبیه به نورون‌ها عمل می کند و بنابر این کاندیدای بسیار خوبی برای هوش مصنوعی است.»

ماده ای که گذشته خود را به خاطر می آورد

محققان موسسه EPFL ماده ای کشف کرده اند که می تواند با کمک محرکی مانند جریان برق گذشته خود را به یاد بیاورد. این ترکیب برای ذخیره و پردازش بهتر اطلاعات کارآمد است.

به گزارش نیواطلس، ماده مذکور دی اکسید وانادیوم(VO2) نام دارد و به دلیل برخی ویژگی های جالب مشهور است.

به طور معمول این ماده عایق است اما هنگامیکه دمای آن به ۶۸ درجه سانتیگراد برسد، ساختار شبکه مانند آن تغییر و مانند یک فلز عمل می کند. اکسید وانادیوم در این وضعیت برای به کارگیری به عنوان پوشش پنجره ها یا سقف ها به کار می رود و با توجه به وضعیت هوا اجازه گذر گرمای خورشید یا مسدود شدن آن را می دهد. تحقیقات پیشین نشان داده بود این ماده قادر به رسانایی جریان الکتریسیته بدون گرما است.

اکنون گروهی از پژوهشگران EPFL یک ویژگی عجیب دیگر برای اکسید وانادیوم تعریف کرده اند. محققان با به کارگیری جریان برق در نمونه این ماده، سرعت تغییر وضعیت بین عایق و رسانا بودن آن را بررسی کردند. همانطور که پیش بینی می شد، جریان الکتریسیته ماده را تا نقطه تغییر وضعیت داغ کرد و سبب تغییر آن شد. البته پس از گذر جریان برق وضعیت ماده به حالت اولیه برگشت.

اما رویدادهای پس از این آزمایش محققان را شگفت زده کرد. هنگامیکه برای دومین بار جریان برق در نمونه ماده به کار گرفته شد، سرعت تغییر وضعیت نسبت به بار نخست متفاوت بود و این امر نشان می دهد ماده نوعی حافظه مداوم از تاریخچه وضعیت خود دارد.

الیسون ماتیولی یکی از محققان این پروژه می گوید: به نظر می رسد دی اکسید وانادیوم نخستین مرحله تغییر وضعیت خود را به یاد می آورد و در انتظار مرحله بعدی است. ما تصور نمی کردیم چنین حافظه ای وجود داشته باشد و این امر با ساختار فیزیکی ماده مرتبط است. این کشفی نوین است چراکه تاکنون هیچ ماده دیگری به این شکل عمل نکرده است.

محققان با آزمایش های بیشتر متوجه شدند این ماده می تواند محرک های پیشین را تا ۴ ساعت قبل به خاطر بیاورد. آنها معتقدند حافظه دی اکسید وانادیوم حتی چند روز دوام می آورد اما ابزار مناسب برای اندازه گیری آن را نداشتند.

به گفته پژوهشگران ممکن است برخی مواد دیگر نیز توانایی مشابهی داشته باشند و یافتن آنها به ایجاد گروه جدیدی از دستگاه های پردازش داده و حافظه منجر می شود.

این تحقیق در ژورنال« نیچر الکترونیکس» منتشر شده است.

فرمانده نیروی دریایی سپاه: برای اولین‌بار موشکی را شلیک کردیم که برد آن بیش از طول خلیج فارس است (فیلم)

تماشاخانه

غول ۸ متری در آلمان؛ سکوت ۸ متری در ایران / وقتی رابطه‌های پنهان، آمار واقعی را پنهان می‌کنند (فیلم)

قیمت سوخت را واقعی می‌‌کنم، ۷ میلیون به هر عضو خانواده می‌دهم / برادر خاتمی به سفیر آلمان می‌گوید احمدی‌نژاد خیلی محبوب شده باید کاری کرد / یکی دوست داره با بیکینی بره تو شهر، کسی باید جمعش کنه یا نه؟ (فیلم)

فیلم های دیگر