Исследователи из Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского разработали экспериментальную электронную систему, которая может значительно продлить срок работы медицинских датчиков и другой автономной техники без подзарядки.
Одним из потенциальных применений этой технологии являются носимые устройства, отслеживающие сердечный ритм или мышечную активность. Они смогут самостоятельно анализировать поступающие сигналы, не передавая весь поток данных на внешний компьютер, что позволит сократить энергозатраты на обработку и передачу информации.
Основой разработки стали два электронных аналога нервных клеток, соединенные миниатюрным элементом – мемристором. Мемристор изменяет свое электрическое сопротивление под воздействием сигналов и сохраняет это состояние, что позволяет предыдущим импульсам влиять на передачу последующих. Этот элемент выполняет функции памяти и обработки сигналов одновременно. Лабораторная схема включает 17 основных компонентов, и ученые добились согласованной работы двух искусственных нейронов в экспериментах.
«По сути, это электронная модель, где связь между двумя «нейронами» меняется автоматически в зависимости от проходящих через нее сигналов», – пояснил научный сотрудник лаборатории мемристорной наноэлектроники университета Иван Кипелкин.
«Для широкой аудитории это означает, что автономные устройства смогут выполнять интеллектуальную обработку с меньшим энергопотреблением. Это особенно важно для устройств, которые должны работать длительное время без подзарядки или подключения к мощным компьютерам», – отметил Алексей Михайлов, директор научно-образовательного центра «Физика твердотельных наноструктур» ННГУ.
На данный момент исследователи продемонстрировали принцип взаимодействия между двумя электронными нейронами, но медицинский прибор на их основе пока не создан. Следующий шаг, по словам Кипелкина, – объединение десятков и сотен таких нейронов в единую систему. Также ученым предстоит обеспечить стабильность ее работы и интегрировать все компоненты в единое устройство.
Источник: ТАСС
распечатать статью
