뇌와 유사한 기능을 갖춘 금속 나노와이어 네트워크. 무료 기술 라이브러리 뉴스

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뇌와 같은 특징을 가진 금속 나노와이어 네트워크

30.12.2019

일본 국립재료과학연구원(National Institute of Materials Science)이 이끄는 국제 공동 연구팀이 수많은 금속 나노와이어로 구성된 뉴로모픽 네트워크를 만드는 데 성공했다. 이 네트워크를 사용하여 팀은 기억, 학습, 망각, 각성 및 평온으로의 복귀와 같은 인간 고유의 고차 뇌 기능과 관련된 것과 유사한 전기적 특성을 생성할 수 있었습니다. 그런 다음 팀은 이러한 전기적 특성을 유발하는 메커니즘을 알아냈습니다.

최근 몇 년간 인공지능(AI) 기술의 발전은 빠르게 진행되어 우리 생활에 다양한 방식으로 영향을 미치기 시작했습니다. AI는 인간의 두뇌와 유사한 방식으로 정보를 처리하지만 인간의 두뇌가 작동하는 메커니즘은 아직 많이 알려져 있지 않습니다. 뉴런과 그 사이의 연결(시냅스)과 같은 뇌의 주요 구성 요소가 자세히 연구되었습니다. 그러나 많은 구성 요소로 구성된 뇌 전체에 대한 많은 질문이 여전히 답변을 기다리고 있습니다. 예를 들어, 우리는 여전히 뇌가 기억, 학습, 망각과 같은 기능을 수행하는 방법과 그것이 어떻게 각성되어 평온으로 돌아가는지 완전히 이해하지 못합니다. 또한 실험 연구에서 살아있는 뇌를 조작하기가 어렵습니다. 이러한 이유로 뇌는 "신비한 기관"으로 남아 있습니다. 뇌 과학 발전의 틀에서이 기관 연구에 대한 또 다른 접근 방식이 효과적입니다. 뇌와 유사한 기능을 수행 할 수있는 재료와 시스템이 만들어지고 그 메커니즘이 분석됩니다.

공동 연구팀은 최근 약 1나노미터 두께의 폴리머(PVP) 절연층으로 코팅된 수많은 은(Ag) 나노와이어를 통합하여 복잡한 뇌와 같은 네트워크를 만들었습니다. 두 나노와이어 사이의 연결은 뉴런 시냅스처럼 행동하는 가변 저항 요소(즉, 시냅스 요소)를 형성합니다.

복잡하게 상호작용하는 다수의 시냅스 요소를 포함하는 이 나노와이어 네트워크는 "뉴로모픽 네트워크"를 형성합니다. 전압이 뉴로모픽 네트워크에 적용될 때 최적의 전류 경로(즉, 가장 전기적으로 효율적인 경로)를 찾기 위해 "고투하는" 것처럼 보였습니다. 연구팀은 전류가 네트워크를 통해 흐르는 동안 전류 경로를 형성하고 유지하고 비활성화하는 과정을 측정했으며 이러한 과정은 인간의 두뇌를 기억하고 학습하고 잊어 버리는 과정과 유사하게 진행함에 따라 항상 변동한다는 것을 발견했습니다.

관찰된 시간적 변동은 또한 뇌가 깨어나거나 진정되는 과정과 유사합니다. 뉴로모픽 네트워크에 의해 모방된 뇌와 같은 기능은 네트워크의 방대한 수의 시냅스 요소가 함께 작동하여 자가 조직화 및 창발적 동적 프로세스를 통해 전류 전달을 최적화할 때 발생하는 것으로 밝혀졌습니다.

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정원의 꽃을 솎아내는 기계 02.05.2024

현대 농업에서는 식물 관리 과정의 효율성을 높이는 것을 목표로 기술 진보가 발전하고 있습니다. 수확 단계를 최적화하도록 설계된 혁신적인 Florix 꽃 솎기 기계가 이탈리아에서 선보였습니다. 이 도구에는 이동식 암이 장착되어 있어 정원의 필요에 맞게 쉽게 조정할 수 있습니다. 운전자는 조이스틱을 사용하여 트랙터 운전실에서 얇은 와이어를 제어하여 얇은 와이어의 속도를 조정할 수 있습니다. 이 접근 방식은 꽃을 솎아내는 과정의 효율성을 크게 높여 정원의 특정 조건은 물론 그 안에 자라는 과일의 종류와 종류에 대한 개별 조정 가능성을 제공합니다. 다양한 유형의 과일에 대해 2년 동안 Florix 기계를 테스트한 후 결과는 매우 고무적이었습니다. 몇 년 동안 Florix 기계를 사용해 온 Filiberto Montanari와 같은 농부들은 꽃을 솎아내는 데 필요한 시간과 노동력이 크게 감소했다고 보고했습니다. ...>>

고급 적외선 현미경 02.05.2024

현미경은 과학자들이 눈에 보이지 않는 구조와 과정을 탐구할 수 있도록 함으로써 과학 연구에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 다양한 현미경 방법에는 한계가 있으며, 그 중 적외선 범위를 사용할 때 해상도의 한계가 있습니다. 그러나 도쿄 대학의 일본 연구자들의 최근 성과는 미시세계 연구에 새로운 가능성을 열어주었습니다. 도쿄 대학의 과학자들은 적외선 현미경의 기능에 혁명을 일으킬 새로운 현미경을 공개했습니다. 이 첨단 장비를 사용하면 살아있는 박테리아의 내부 구조를 나노미터 규모의 놀라운 선명도로 볼 수 있습니다. 일반적으로 중적외선 현미경은 해상도가 낮다는 한계가 있지만 일본 연구진의 최신 개발은 이러한 한계를 극복했습니다. 과학자들에 따르면 개발된 현미경은 기존 현미경의 해상도보다 120배 높은 최대 30나노미터 해상도의 이미지를 생성할 수 있다고 한다. ...>>

곤충용 에어트랩 01.05.2024

농업은 경제의 핵심 부문 중 하나이며 해충 방제는 이 과정에서 필수적인 부분입니다. 심라(Shimla)의 인도 농업 연구 위원회-중앙 감자 연구소(ICAR-CPRI)의 과학자 팀은 이 문제에 대한 혁신적인 해결책, 즉 풍력으로 작동되는 곤충 공기 트랩을 생각해냈습니다. 이 장치는 실시간 곤충 개체수 데이터를 제공하여 기존 해충 방제 방법의 단점을 해결합니다. 트랩은 전적으로 풍력 에너지로 구동되므로 전력이 필요하지 않은 환경 친화적인 솔루션입니다. 독특한 디자인으로 해충과 익충을 모두 모니터링할 수 있어 모든 농업 지역의 개체군에 대한 완전한 개요를 제공합니다. "적시에 대상 해충을 평가함으로써 우리는 해충과 질병을 모두 통제하는 데 필요한 조치를 취할 수 있습니다"라고 Kapil은 말합니다. ...>>

지구 자기장에 대한 우주 쓰레기의 위협 01.05.2024

우리는 지구를 둘러싼 우주 쓰레기의 양이 증가한다는 소식을 점점 더 자주 듣습니다. 그러나 이 문제를 일으키는 것은 활성 위성과 우주선뿐만 아니라 오래된 임무에서 발생한 잔해이기도 합니다. SpaceX와 같은 회사에서 발사하는 위성의 수가 증가하면 인터넷 발전의 기회가 생길 뿐만 아니라 우주 보안에 심각한 위협이 됩니다. 전문가들은 이제 지구 자기장에 대한 잠재적인 영향에 관심을 돌리고 있습니다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 조나단 맥도웰(Jonathan McDowell) 박사는 기업들이 위성군을 빠르게 배치하고 있으며 향후 100년 안에 위성 수가 000개까지 늘어날 수 있다고 강조합니다. 이러한 우주 위성 함대의 급속한 발전은 지구의 플라즈마 환경을 위험한 잔해로 오염시키고 자기권의 안정성을 위협할 수 있습니다. 사용한 로켓의 금속 파편은 전리층과 자기권을 교란시킬 수 있습니다. 이 두 시스템 모두 대기를 보호하고 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. ...>>

벌크 물질의 고형화 30.04.2024

과학의 세계에는 꽤 많은 미스터리가 있는데, 그 중 하나는 벌크 재료의 이상한 거동입니다. 그들은 고체처럼 행동하다가 갑자기 흐르는 액체로 변할 수 있습니다. 이 현상은 많은 연구자들의 관심을 끌었고, 우리는 마침내 이 미스터리를 푸는 데 가까워질 수 있습니다. 모래시계 속의 모래를 상상해 보세요. 일반적으로 자유롭게 흐르지만 어떤 경우에는 입자가 막히기 시작하여 액체에서 고체로 변합니다. 이러한 전환은 의약품 생산에서 건설에 이르기까지 많은 분야에 중요한 영향을 미칩니다. 미국의 연구자들은 이 현상을 설명하고 이를 이해하는 데 더 가까워지려고 시도했습니다. 이번 연구에서 과학자들은 폴리스티렌 구슬 봉지에서 얻은 데이터를 사용하여 실험실에서 시뮬레이션을 수행했습니다. 그들은 이 세트 내의 진동이 특정 주파수를 가지고 있다는 것을 발견했습니다. 이는 특정 유형의 진동만 재료를 통해 이동할 수 있음을 의미합니다. 받았다 ...>>

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유럽에서 곤충이 죽어가고 있다 30.10.2017

독일에서는 지난 27년 동안 날아다니는 곤충의 76~82%가 사라졌습니다. 유사한 상황이 서유럽과 중부 유럽에서 전개되고 있습니다.

국제 과학자 팀의 연구는 아마추어 곤충학자의 과학자들이 받은 데이터를 기반으로 합니다. 데이터는 독일의 63개 보호 지역에서 수집되었습니다. 체계화된 자료에 따르면 1989년에는 날벌레 10g이 매일 덫에 걸렸다면 2016년에는 2g으로 집계됐다. 더 나빠.

날아다니는 곤충의 수가 급격히 감소한 정확한 이유는 알려져 있지 않습니다. 과학자들은 이런 일이 일어난 이유가 농업에서 농약 사용이 급격히 증가했기 때문이라고 가정했습니다.

저자 중 한 명인 데이브 굴슨(Dave Goulson)은 "대부분의 생명체가 살기에 적합하지 않은 거대한 땅을 만들고 있으며 현재 생태학적 아마겟돈으로 가는 길에 있는 것 같다. 우리가 곤충을 잃으면 모든 것이 무너질 것"이라고 말했다.

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