蜂蜜能否為全球半導體短缺提供解決方案,並有助於減少過程中的電子廢棄物?
美國的一項新研究表明,蜂蜜可以用來製造一種環保的電腦晶片,可以透過模仿人腦來處理和儲存資料。
所謂的神經形態系統被一些人譽為運算的未來,它比傳統電腦速度更快,功耗也低得多。
現在,華盛頓州立大學 (WSU) 的工程師也展示了一種使它們更加有機的方法。
他們發現蜂蜜可以用來製造憶阻器——一種類似電晶體的元件,不僅可以處理數據,還可以在記憶體中儲存數據。
「這是一個非常小的設備,結構簡單,但它具有與人類神經元非常相似的功能,」華盛頓州立大學工程與電腦科學學院副教授、該研究的通訊作者馮趙說。
「這意味著,如果我們可以將數百萬或數十億個蜂蜜憶阻器整合在一起,那麼它們就可以製成一個功能類似於人腦的神經形態系統」。
模仿人腦
研究結果發表在上個月的《物理學雜誌D但本週才被華盛頓州立大學晉升。
在這項研究中,研究人員將蜂蜜加工成固體形式,並將其夾在兩個金屬電極之間,以模仿人類突觸——兩個神經元之間的小空間,訊息從一個神經元傳遞到另一個神經元。
他們發現可生物降解的蜂蜜憶阻器能夠模仿人類突觸及其快速開關的能力,同時保留一些資訊。
他們將蜂蜜憶阻器製造得與人類頭髮的寬度大致相同。
展望未來,該團隊計劃在奈米尺度上開發它們,約為人類頭髮的 1/1000,並將數百萬甚至數十億個捆綁在一起,形成一個完整的神經擬態計算系統。
人腦有超過 1000 億個神經元,其中有超過 1000 兆個突觸或連接。
每個神經元都可以處理和儲存數據,這使得大腦比傳統電腦更有效率,神經形態運算系統的開發人員旨在模仿這種結構,團隊解釋說。
包括英特爾和IBM在內的幾家公司已經發布了神經形態晶片,每個晶片相當於超過1億個“神經元”,但這還沒有接近大腦中的數量。
“可再生且可生物降解”
趙和他的團隊也在研究使用蛋白質和其他糖,例如蘆薈葉中發現的糖,但他看到了蜂蜜的巨大潛力。
「蜂蜜不會變質,」他說。 「它的水分濃度非常低,因此細菌無法在其中生存。這意味著這些電腦晶片將在很長一段時間內非常穩定和可靠」。
研究人員表示,他們開發的蜂蜜憶阻器晶片也應該能夠承受神經形態系統產生的較低熱量,該系統不會像傳統電腦那樣發熱。
重要的是,蜂蜜憶阻器將透過「創建可再生和可生物降解的神經形態系統」來幫助減少電子廢物,趙說。
「當我們想要處理使用蜂蜜製成的電腦晶片的設備時,我們可以輕鬆地將它們溶解在水中,」他說。
他警告說,這也意味著就像傳統電腦一樣,使用者仍然必須避免將咖啡灑在電腦上。