Les réseaux de nanofils (Nano Net) peuvent présenter une mémoire à court et à long terme, comme le cerveau humain. Cette nouvelle découverte provient d’une équipe d’experts dirigée par le Dr Alon Loeffler de l’Univ. de Sydney. Le Dr Alon Loeffler, qui a obtenu son doctorat à l’École de physique, a mené l’étude. L’étude est actuellement en ligne dans la revue Science Advances. Cependant, un groupe d’experts japonais faisait également partie de l’équipe. Pour plus de simplicité, nous utiliserons”Nano Net”pour représenter Nanowire Network”dans la plupart des parties de l’article
À propos du travail, a déclaré le Dr Loeffler
“Dans cette recherche, nous avons découvert que la fonction cognitive d’ordre supérieur, que nous associons normalement au cerveau humain, peut être imitée dans du matériel non biologique. Ce travail s’appuie sur nos recherches précédentes dans lesquelles nous avons montré comment la nanotechnologie pourrait être utilisée pour construire un cerveau-un appareil électrique inspiré avec un réseau neuronal-comme des circuits et une synapse-comme une signalisation. Nos travaux actuels ouvrent la voie à la réplication du cerveau-comme l’apprentissage et la mémoire dans des systèmes matériels non biologiques et suggèrent que la nature sous-jacente du cerveau-comme l’intelligence peut être physique. »
Les nano-réseaux sont un sous-ensemble de nanotechnologies qui découlent souvent de fines espacés, hautement conducteurs, invisibles à l’œil nu, des micro-fils d’argent qui sont enveloppés dans une matière plastique. Les aspects de la structure physique en réseau du cerveau humain sont modélisés par les fils. De nombreuses applications pratiques, telles que la mise à niveau de robots ou de systèmes de détection qui doivent prendre des décisions rapides dans des contextes aléatoires, pourraient être inaugurées par les progrès des nanoréseaux.
Un auteur principal, le professeur Zdenka Kuncic, de l’École de La physique, a déclaré
“Ce réseau de nanofils est comme un réseau de neurones synthétiques parce que les nanofils agissent comme des neurones, et les endroits où ils se connectent les uns aux autres sont analogues aux synapses… Au lieu de mettre en œuvre une sorte de machine tâche d’apprentissage, dans cette étude, le Dr Loeffler est allé encore plus loin et a essayé de démontrer que les réseaux de nanofils présentent une sorte de fonction cognitive. »
Le réseau de nanofils correspond à la capacité humaine moyenne
La tâche N-Back, un test de mémoire courant utilisé dans les études sur la psychologie humaine, a été utilisée par l’équipe pour examiner la capacité du Nano Net. Pour une personne, la tâche N-Back peut impliquer le rappel d’une image exacte d’un chat à partir d’une séquence d’images félines. Une personne peut connaître la même image qui est revenue sept pas en arrière si elle a un score N-Back de 7. C’est la moyenne pour les gens. L’équipe de recherche a découvert que lorsqu’il était appliqué au Nano Net, il pouvait «se souvenir» d’un point final souhaité dans un circuit électrique sept pas en arrière. Cela signifie qu’il a un score de 7 sur un test N-Back, tout comme un humain moyen.
Dr. Loeffler poursuit
“Ce que nous avons fait ici, c’est manipuler les tensions des électrodes d’extrémité pour forcer les voies à changer, plutôt que de laisser le réseau faire ce qu’il veut. Nous avons forcé les voies à aller là où nous voulions qu’elles aillent… Lorsque nous avons mis en œuvre cela, sa mémoire avait une précision beaucoup plus élevée et n’a pas vraiment diminué avec le temps, ce qui suggère que nous avons trouvé un moyen de renforcer les voies pour les pousser vers où nous les voulons, puis le réseau s’en souvient. Les neuroscientifiques pensent que c’est ainsi que fonctionne le cerveau, certaines connexions synaptiques se renforcent tandis que d’autres s’affaiblissent, et on pense que c’est ainsi que nous nous souvenons préférentiellement de certaines choses, comment nous apprenons, etc./h2>
Selon l’équipe, le Nano Net peut stocker des informations en mémoire. Cela est possible au point qu’il n’a plus besoin de renouvellement car il a été unifié.
Prof. Kuncic ajoute
“C’est un peu comme la différence entre la mémoire à long terme et mémoire à court terme dans notre cerveau… Si nous voulons nous souvenir de quelque chose pendant une longue période, nous devons vraiment continuer à entraîner notre cerveau pour consolider cela, sinon cela s’estompe avec le temps. Une tâche a montré que le réseau de nanofils peut stocker jusqu’à sept éléments en mémoire à des niveaux considérablement plus élevés que le hasard sans entraînement de renforcement et une précision presque parfaite avec entraînement de renforcement./h2>
Une utilisation de la nanotechnologie est la création de Nano Nets liés. Les nanofils sont des fils très fins avec des tailles autour de quelques nm et quelques micromètres. Les nanofils ont de nombreuses qualités uniques. Certaines de ces qualités sont un rapport surface/volume élevé, une conductivité électrique inhabituelle et une biocompatibilité. Pour ces raisons, ils ont attiré beaucoup d’attention ces dernières années.
L’une des principales utilisations de cette nouvelle technologie est dans le domaine de l’électronique. Ce réseau peut être utilisé pour créer un appareil vraiment compact avec un rendement élevé et une faible consommation d’énergie. Le rapport surface/volume élevé des nanofils est une autre caractéristique clé. Il permet de regrouper un grand nombre d’éléments actifs dans une petite zone. Cela les rend idéaux pour créer des circuits intégrés avec des pièces à haute densité. Cette technologie permet également la création d’appareils de haute technologie avec ses meilleures prouesses de conduction.
La technologie des nanofils est également très utile dans le domaine du stockage de l’énergie. La grande surface des nanofils leur permet de stocker plus d’énergie par unité de volume. De plus, leur conductivité électrique élevée permet des temps de charge et de décharge plus rapides. Cela le rend idéal pour les appareils portables et dans tout appareil nécessitant une charge rapide ou une haute densité d’énergie.
Même dans le domaine de la biotechnologie, les nano-fils sont également nécessaires. Ils sont utiles pour le diagnostic médical et la recherche. Cela est dû au fait qu’ils peuvent être utilisés pour détecter et surveiller des biomolécules. De plus, cette technologie peut également être utilisée dans le domaine de la photonique. La grande surface des nanofils leur permet d’interagir avec la lumière de manière unique. Cela les rend idéaux pour créer des dispositifs optiques tels que des photodétecteurs, des cellules solaires et des diodes électroluminescentes (LED).
Derniers mots
Les nano-réseaux sont une technologie d’avenir avec une large gamme d’utilisateurs potentiels. Il existe également un large éventail de scénarios dans lesquels il peut être utilisé à bon escient. Les experts continuent d’explorer les utilisations potentielles des Nano Nets. Il est probable qu’ils deviendront plus importants dans un large éventail de domaines. Dans quelques années, nous nous attendons à ce que cette technologie s’étende à d’autres domaines. À l’heure actuelle, de plus en plus de marques et d’experts du secteur se concentrent sur cette technologie.
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