Sử dụng một ma trận các memristor kích thước nano, các nhà nghiên cứu tại RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology) và đại học California vừa tuyên bố họ đã xây dựng thành công tế bào nhớ điện tử (memory cell) đầu tiên trên thế giới có khả năng mô phỏng một cách hiệu quả các quá trình analog của não người bằng cách lưu trữ các ký ức như là các luồng thông tin biến đổi thay vì tập hợp các ký tự 0 và 1. Đây được xem như một bước tiến lớn giúp chúng ta đến gần hơn với khả năng tạo được những bộ não điện tử nhân tạo hoàn chỉnh. Để thấy được sự thú vị cũng như tiềm năng của nghiên cứu, bạn có thể hình dung bước chuyển từ ghi nhớ bằng tập hợp các số nhị phân sang kiểu analog của não người cũng giống như việc chúng ta chuyển từ chụp ảnh đen trắng sang chụp ảnh màu vậy.
Tiến sĩ Sharath Sriram một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: "Não người là một chiếc máy vi tính analog cực kỳ phức tạp…sự phát triển của nó dựa trên các trải nghiệm trong quá khứ, và cho đến nay tính chất này vẫn chưa thể được tái tạo lại một cách đầy đủ bằng công nghệ kỹ thuật số". Tuy nhiên ông cũng cho biết thêm, với thành công trong việc tạo ra tế bào nhớ điện tử, nhóm của ông đang ở rất gần với khả năng tạo ra bộ não nhân tạo không chỉ có khả năng học và lưu trữ những thông tin analog mà đồng thời còn có thể nhanh chóng lấy lại các thông tin này.
Để các tế bào nhớ điện tử này có khả năng lưu giữ và xử lý thông tin theo cách giống với não người, nhóm nghiên cứu sử dụng các memristor có điện trở không phải là hằng số. Giá trị điện trở của chúng được xác định bởi giá trị lịch sử của dòng điện chạy qua nó trước đó. Cụ thể hơn, một memristor sẽ "nhớ" hướng và độ lớn của dòng điện đã được đặt vào nó. Tuy nhiên, memristor này cũng có tính cố định bởi ngay cả khi thiết bị đã được ngắt thì nó vẫn giữ lại "những ghi nhớ" này cho đến khi ta đặt một điện tích khác lên chúng. Theo cách này, chúng sẽ hoạt động như các neuron thần kinh ở não người bởi thông tin chứa trên các memristor khi đó sẽ không đơn giản chỉ là tín hiệu bật, tắt giống như dạng dữ liệu nhị phân.
Được biết, kết quả trên được khai thác từ một nghiên cứu trước đó tại RMIT về vật liệu phim oxit siêu mỏng với độ dày chỉ bằng 1/10000 lần sợi tóc người. Vật liệu này được dùng để tạo ra Nano-scale, một loại thành phần nhớ cực nhanh và là cơ sở của các thiết bị lưu trữ analog được phát triển gần đây. Trong tương lai, nó có thể sẽ là tiền thân của các thành phần thiết yếu sử dụng để mô phỏng trí thông minh nhân tạo, từ đó mở ra khả năng chế tạo thành công một bộ não sinh học điện tử (bionic brain).
Nói về ứng dụng của dự án, nhóm nghiên cứu tin rằng, kết quả này không chỉ đưa chúng ta đến gần hơn với khả năng tái tạo những đặc điểm quan trọng của não người mà còn cung cấp những phương pháp điều trị hiệu quả cho các bệnh lý về thần kinh học như Alzheimer và Parkinson. Tiến sĩ Nili, tác giả chính của nghiên cứu cho biết, việc tái tạo một bộ não bên ngoài cơ thể không chỉ giảm thiểu các vấn đề đạo đức liên quan đến việc điều trị và thử nghiệm mà còn giúp chúng ta có thể có những kiến thức toàn diện hơn, chính xác hơn về các bệnh lý thần kinh học.
Kết quả của nghiên cứu hiện đã được xuất bản trên tạp chí Advanced Functional Materials.
Nguồn: Gizmag
