Un grupo de investigadores de la Universidad de Ciencias Electrónicas y Tecnología de China y la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, han logrado construir un nuevo tipo de transistor que se comporta como una neurona en un cerebro vivo. Estos dispositivos podrían formar parte esencial de los componentes básicos del propuesto hardware neuromórfico, del cual se teoriza, puede ofrecer capacidades de computación sin precedentes, como el aprendizaje y la adaptación.
Para que un transistor se comporte como una neurona biológica, debe ser capaz de implementar funciones similares, en particular, las funciones ponderadas de suma y límite. Esto se refiere a la capacidad que tiene una neurona biológica para recibir señales de entrada de muchas otras neuronas, luego sumar los valores de entrada y compararlas con un valor límite, para determinar si debe o no activarse.
El cerebro humano tiene diez mil millones de neuronas y están realizando constantemente estas funciones muchas veces por segundo, logrando controlar todos nuestros pensamientos y acciones.
En este nuevo trabajo investigativo, los especialistas construyeron un transistor que actúa como una sola neurona, capaz de realizar funciones de suma y límite ponderado. En lugar de estar confeccionada de silicio, como los transistores convencionales, la propuesta de los investigadores está fabricada de una escama 2D de disulfuro de molibdeno (MoS _ 2), que pertenece a una nueva clase de semiconductores llamado dicalcogenuros de metales de transición.
Para demostrar la similitud del novedoso transistor con el comportamiento neuronal, los investigadores comprobaron que puede ser controlado por una puerta o dos puertas simultáneamente. En este último caso, el llamado transistor neuronal, implementa la función de sumatoria; en este caso, los investigadores mostraron que el transistor puede realizar una tarea de recuento análoga, junto a otras funciones lógicas.
Una de las ventajas del transistor neuronal es su velocidad de funcionamiento. Aunque otros transistores similares ya se han construido, típicamente operan en frecuencias de que no superan los 0,05 Hz, que es mucho menor que la velocidad de disparo media de las neuronas biológicas, que es de aproximadamente 5 Hz. El nuevo transistor neuronal funciona en un amplio rango de frecuencia de 0,01 a 15 Hz, un asombroso desempeño que los investigadores esperan brinde ventajas para el desarrollo de hardware neuromórfico.
Enfocados en crear un modelo más realista de una neurona biológica, con sus muchas entradas, en el futuro, los investigadores esperan poder añadir más puertas de control al transistor neuronal. Además, esperan poder integrar estos transistores con los llamados memristors (un dispositivo eléctrico de cuarta clase que combina memoria con resistores), lo que se considera, sea el dispositivo más adecuado para implementar las sinapsis que permita construir sistemas neuromórficos, capaces de trabajar de una manera similar al cerebro humano.