Об'єднання мемристоров і нанопровідників може призвести до створення комп'ютерів, що діють подібно мозку
Протягом багатьох десятиліть учені і дослідники намагалися змусити комп'ютери вести себе подібно штучного мозку замість того, щоб бути просто "бездумними перемалывателями" величезних масивів двійкової інформації. Однією з перешкод, з якими довелося зіткнутися вченим на цьому шляху, є те, що в основі комп'ютерів лежать не нейрони, синапси і дендрити, з яких і складається головний мозок, а кремнієві CMOS-чіпи, які відчувають недолік у тому, що можна охарактеризувати терміном "гнучкість", що дозволяє мозку пам'ятати інформацію, вивчати і пристосовуватися до навколишнього середовища.
Для того, щоб подолати цю проблему і створити комп'ютер, робота якого нагадує роботу мозку, потрібно використовувати альтернативні архітектури процесорів і оточуючих їх чіпів, архітектуру, яку може забезпечити симбіоз нанотехнологій і традиційної електроніки. Одним з яскравих прикладів такого підходу є програма SyNAPSE Управління перспективних дослідницьких програм Пентагону DARPA.
У цьому напрямку також працюють дослідники з Дослідницького центру адаптивних наноустройств і наноструктур (Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices, CRANN) з Трініті-Коледжу в Дубліні, які займаються пошуком нових принципів побудови нейронних мереж, в основі яких лежить використання наноматеріалів, нанопровідників і мемристоров. Метою цього проекту, який вже отримав грант у розмірі 2,5 мільйона євро від Європейського Наукового ради (European Research Council, ERC), є розробка нових обчислювальних принципів і парадигм, які наслідують роботі нейронних мереж головного мозку високорозвинених істот.
Мемристори і нанопроводники вже деякий час фігурують як одні з перспективних напрямів в створенні нейронних мереж і штучного інтелекту. Дослідники вже використали нанопроводники для створення електричних ланцюгів, зверху яких можуть бути вирощені штучні нервові тканини, що дозволяє об'єднати нервові клітини з електронікою. А мемристори вже досить давно розглядаються як базовий елемент для створення чіпів, на основі яких можуть бути створені системи штучного інтелекту.
Професор Джон Боленд (John Boland), директор центру CRANN, і його колеги націлені на початок нових досліджень, в основі яких буде лежати досвід і дані, отримані під час попередніх досліджень. Під час цих попередніх досліджень вченим вдалося з'ясувати, що електрика, рівно як і інші види сигналів, світлові або хімічні, додані до мережі нанопровідників, організованою випадковим чином, призвели до прояву деяких явищ в певних місцях, там, де нанопроводники перетиналися один з одним.
Вищеописане явище подібно тим процесам, які відбуваються при роботі мозку, в якому є пучки нервів, що формують з'єднання в місцях перетину один з одним. І це саме те місце, де необхідно використовувати мемристори, здатні запам'ятовувати свій стан після того, як через них пройшов електричний сигнал.
Такі самонавчальні нейронні мережі, створені на основі нанопровідників і мемристоров, на думку дослідників з центру CRANN, можуть знайти широке застосування в процесорах, здатних вирішувати ряд вузьких спеціалізованих завдань, рішення яких звичайними методами вимагає великої кількості обчислень і високої обчислювальної потужності. Як приклад такої задачі можна привести задачу розпізнавання осіб, задачу, яку мозок виконує практично моментально, а її рішення математичним способом потребує значних витрат обчислювальної потужності.