コンピュータに関して言えば、人間はスピードに対する飽くなき欲求を持っています。
しかし、現在の設計では、その速度についていくつかの基本的な制限に近づき始めています。
では、もし別の種類のコンピューター、つまり、より速く動作し、より少ないエネルギーを使用し、電子廃棄物による汚染を大幅に削減したコンピューターがあったらどうでしょうか?
まあ、それはすべて科学であり、フィクションではありません。
これはおそらく、科学実験室、特にコンピューター部品を作る実験室で見られる奇妙なものの1つです。
それはちょうど店で買った蜂蜜を加工したものです。
棚から出ていて、写真に収めることができるように少しかわいいクマです。
しかし、ゾーイ・テンプリンとマヘティ・タニムにとって、この蜂蜜は鍵です。
それは安く、誰でも簡単にアクセスできるからです。
また、天然の化学的特性を備えているため、太平洋岸北西部で開発されている新しい種類の環境に優しいコンピューターコンポーネントの有望な基盤となっています。
一般的に、電子機器は非常に多くの有毒廃棄物を生み出し、まるで壊滅的な量の電子廃棄物が発生しているようです。
世界では、年間約5,000万トンの電子廃棄物が発生しています。
リサイクルされるのはわずか20%で、残りの80%は最終的に埋め立て地に送られます。
シリコンやコンピューターなどの材料の代わりに蜂蜜を使用すると、蜂蜜は水で分解されるため、リサイクルが容易になり、毒性が少なくなります。
これが、電子的にクリーンな廃棄物を持つための足がかりとなり、実際に有機材料を携帯電話に取り込んで商業利用できるようになることを願っています。
チームが構築しているコンピューター部分は、エレクトロニクスの世界では比較的新しいものです。
それはメモリスタと呼ばれます。
Memristor は、メモリと抵抗器という言葉を組み合わせたもので、どちらもコンピューターに不可欠です。
蜂蜜には、mem ristersを機能させるために必要な化学的特性があります。
つまり、材料には大きな分子鎖があり、デバイスを作るためにはその分子鎖が必要なのです。
また、ハチミツは安定していて腐敗せず、従来のコンピューター材料とは異なり、ハチミツを生産することで実際に環境に利益をもたらすため、チームはハチミツにも着目しました。
その上に蜂蜜を落とします。
テンプリンは遠心分離機を使用して蜂蜜を薄く均一な層に回転させます。
彼女の髪の毛よりも細いです。
彼女は蜂蜜を2つの金属電極の間に挟んでメモリスターを作ります。
金属絶縁体金属があります。
メモリスタのメモリと電気抵抗の組み合わせは電子機器では独特ですが、この組み合わせが私たちの脳で非常に一般的である別の場所があります。
私たちの脳にはニューロンと呼ばれる神経細胞がたくさんあり、学習するとニューロン同士がつながります。
ニューロンがつながる点がシナプスです。
新しい情報を聞くと、シナプスを横切る小さな橋が架けられます。
橋は私たちの記憶です。
情報が繰り返される音を聞けば聞くほど、メモリブリッジはより強固になります。
私たちのニューロンとシナプスは、データを処理し、同時にデータを保存します。
この二重の目的は非常に重要であり、私たちの脳を地球上で最も効率的なコンピューターにするのに役立ちます。
チームのメモリスターも同じように機能します。
それは狩猟を通じて橋を築きます 特定のレベルの電気にさらされると、それがデータ処理です。
電気が止まっても、橋は無傷のままです。
それが記憶です。
電気の流れを逆にすると、メモリはきれいに消去されます。
私たちは、脳が記憶を保存する方法と同じくらい効率的な記憶システムを構築しています。
したがって、基本的にはデータをメモリに書き込み、その後データを消去するタスクを行う必要があります。
このテストでは、彼らの蜂蜜ベースのmem risterが私たちのシナプスのように記憶を学習し、保存できるかどうかを示します。
着想。
プローブを少し動かす必要があると思います。
連絡はありません。
ああ、行くぞ。
彼らは、コンピューター上の読み出しを通じてHoney Mem Risterのパフォーマンスを追跡できるようになります。
彼らはプローブの電源を入れ、グラフは蜂蜜を介して形成されるブリッジを示しています。
したがって、データがメモリに書き込まれたので、次に必要なのはデータを消去することです。
彼らは電気の流れを逆にします。
基本的には、その橋を燃やしたいです。
橋が壊れます。
美しい。
これは、私たちの蜂蜜デバイスが記憶であることを証明しています、はい。
では、脳細胞を模倣するコンピューターコンポーネントがある場合、それらをたくさん組み合わせて、脳を模倣するコンピューターを手に入れることができるでしょうか?
答えはイエスです。
現在、私たちのデバイスは単一のニューロンの単一のシナプスをシミュレートしていますが、これらのデバイスを統合したいと考えており、そうすれば、これは私たちの脳のように振る舞うようになります。
これが、コンピューター設計の新たな革命であるニューロモルフィックコンピューティングの背後にある考え方です。
これは、私の脳からのシナプスのようなビルディングブロックです。
このように何百万ものデバイスを組み合わせることで、スーパーコンピューターが実行できる計算を実際に実行できるニューロモルフィックチップを構築できますが、100倍の速さで、1000分の1のエネルギーを使用します。
私たちが使用するほとんどすべてのコンピューターは、80年前の設計、フォン・ノイマン・アーキテクチャに基づいています。
この設計では、情報を処理するコンピューターの部分は、情報を格納する部分から分離されています。
この従来のコンピューティングシステムは、膨大な量のエネルギーを消費します。
彼らは時間を必要とするので、彼らは遅くなります。
ニューロモルフィックコンピュータは、プロセッサとストレージをすべて1か所にまとめることで、このボトルネックを部分的に解決しています。
私は自分の研究が解決策を提供してくれることを望んでいます。
それが、チームが蜂蜜で作られた生分解性コンピューターコンポーネントを開発することで行っていることです。
これまでに見たことのないほどエネルギー効率の高いコンピューターシステムを実現するために、チームはコンピューターをより速く、よりクリーンな新時代に導き出しています。
私は、太平洋岸北西部で育ち、環境をこれほどまでに大切に育てられたことを非常に幸運に思っています。そこでは、これまで探求されたことのない方法で、環境を真に助ける研究を行うことができるのです。
OPBのメンバーの支援なしには、フィクションではなく、すべての科学が不可能であることを理解するのに、スーパーコンピューターは必要ありません。
感謝。
また、opbinsider@opb.org/allscience に加入して、OPB Science Outdoors and Artsプログラムをお見逃しなく。