Нейроморфные компьютеры, системы, построенные на аналогах нейронов и синапсов головного мозга человека, способны гораздо быстрее выполнять задачи искусственного интеллекта, чем традиционные компьютеры, расходуя при этом значительно меньше энергии. В качестве базового компонента нейронных сетей рассматривают возможность применения мемристора — элемента, меняющего сопротивление в зависимости от поданного напряжения.

Инженеры Университета штата Вашингтон продемонстрировали возможность создания органических мемристоров из... обычного меда. По их словам, если объединить миллионы или миллиарды медовых мемристоров, можно построить нейроморфную систему, функционирующую подобно мозгу человека.

Исследователи обработали мед, добившись его отверждения, и поместили между двумя металлическими электродами, сформировав структуру, напоминающую синапс. Они проверили способность такого мемристора имитировать работу синапса — благодаря присущей устройству высокой скорости переключения удалось реализовать аналог свойства пластичности, зависимой от времени спайка. Этот вид пластичности отвечает за процесс обучения и удержания новой информации в нейронах мозга человека.

По сравнению с компьютерами традиционной архитектуры расход энергии у мозга человека ничтожен — для работы ему достаточно 10-20 Вт, тогда как, к примеру, суперкомпьютер Fugaku японского Института физико-химических исследований потребляет 28 МВт. Мозг содержит больше 100 млрд нейронов, а количество синаптических связей между ними превышает тысячу триллионов. Каждый нейрон способен и обрабатывать, и хранить данные — благодаря этому мозг действует гораздо эффективнее компьютера, и именно поэтому разработчики нейроморфных систем стремятся воспроизвести структуру мозга.

Ряд компаний, включая Intel и IBM, выпустили нейроморфные чипы, содержащие свыше 100 млн электронных аналогов нейронов, но до имитации реального мозга им еще очень далеко. Кроме того, в таких чипах обычно используются те же невозобновляемые и токсичные материалы, что и в обычных процессорах. Разработчики медового «синапса» убеждены, что у него немало преимуществ перед обычной электроникой: по их словам, обработанный мед благодаря крайне низкой концентрации влаги не портится, а значит медовые чипы будут сохранять стабильность в течение очень длительного времени. При этом они смогут выдерживать тепло, вырабатываемое нейроморфной системой, поскольку она не будет нагреваться, подобно традиционным компьютерам.

К тому же медовые мемристоры позволят уменьшить объемы электронных отходов: по словам разработчиков, когда оборудование на чипах из меда отслужит свой срок, их можно будет просто растворить в воде.