Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy z należącego do HP Information and Quantum System Lab skonstruowali nowy typ podstawowego elementu elektronicznego. Posłuży on do zbudowania energooszczędnych kości pamięci, które przechowują dane także po odcięciu dopływu energii.

Dotychczas znano trzy pasywne obwody: opornik, kondensator i cewkę. W roku 1971 profesor Leon Chua z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley wysnuł teorię, że może istnieć czwarty rodzaj, nazwany przez niego opornikiem pamięci czyli memrystorem. Jego właściwości miały nie mieć swojego odpowiednika we wcześniejszych rodzajach.

Po niemal 40 latach udało się go skonstruować.

Memrystor działa nieco podobnie jak ludzki mózg. Dr Stanley Williams, jeden z jego twórców, mówi, że zapamiętuje on skąd i ile informacji przepływa i sam usprawnia swoje działanie tak, by przepływ był jak najbardziej wydajny. Uczeni mają nadzieję, że memrystor pozwoli skonstruować system komputerowy, który będzie zapamiętywał i kojarzył serię zdarzeń w podobny sposób, w jaki ludzki mózg zapamiętuje pewne wzorce. Dzięki temu mogą powstać np. systemy rozpoznawania twarzy czy maszyny uczące się na podstawie doświadczeń.

Memrystor zachowuje się odmiennie od innych znanych nam obwodów - mówi Williams. Zapewnia, że HP nie stara się zbudować kopii ludzkiego mózgu, ale próbuje stworzyć komputer, który będzie działał na zasadach odmiennych od współczesnych maszyn.

Nowy rodzaj pamięci stworzono z dwóch warstw tlenku tytanu, podłączonych do przewodów elektrycznych. Gdy do jednej z warstw przyłożone zostanie napięcie, zmienia się oporność drugiej warstwy. Zmiany oporności są różne w zależności od przyłożonego napięcia. Można je rejestrować jako dane. Po odłączeniu zasilania, memrystor pamięta wszelkie informacje.

Williams uważa, że nowy rodzaj pamięci może trafić na rynek w ciągu pięciu lat.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Nowy rodzaj pamięci stworzono z dwóch warstw tlenku tytanu, podłączonych do przewodów elektrycznych. Gdy do jednej z warstw przyłożone zostanie napięcie, zmienia się oporność drugiej warstwy

 

Czyli tranzystor z kondensatorem między bazą a emiterem.

 

Po odłączeniu zasilania, memrystor pamięta wszelkie informacje.

 

Czyli ilość zgromadzonego ładunku na kondensatorze. 8)

Share this post


Link to post
Share on other sites

W efekcie zużycie energii na jednostkę pamięci wzrośnie o pojemność kondensatora. Plus, oczywiście, entropia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

nie bardzo rozumiem? pamięta ostatnie przyłożone napięcie czy wszelkie informacje (zmiany napięć) jakie dotarły do niego podczas pracy?? jeśli to drugie to w jaki sposób??

Share this post


Link to post
Share on other sites
Entalpia jest równa sumie energii wewnętrznej, czyli energii jaka jest potrzebna do utworzenia układu gdy jest on tworzony w otoczeniu próżni,

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wszystkie mózgi kurczą się wraz z wiekiem. Dominujący pogląd mówi, że im wyższy poziom wykształcenia danej osoby, tym wolniej przebiega proces kurczenia się mózgu. dotychczas jednak przeprowadzone badania nie dawały jednoznacznej odpowiedzi wskazującej, czy pogląd taki jest prawdziwy. Aż do teraz.
      Badacze z Norweskiego Instytutu Zdrowia Publicznego przyjrzeli się wynikom badań rezonansem magnetycznym mózgów ponad 2000 osób. Uczestników eksperymentu badano trzykrotnie w ciągu 11 lat. To właśnie czyni te badania wyjątkowymi. To długotrwałe studium na dużą skalę, powtórzone na dwóch niezależnych próbkach, jedno z największych tego typu, mówi Lars Nyberg.
      W badaniu wzięły udział osoby w wieku 29–91 lat. Porównywano tempo kurczenia się hipokampu i kory mózgowej u osób, które przed 30. rokiem życia studiowały z osobami, które nie studiowały.
      Okazało się, że mózgi wszystkich osób, niezależnie od poziomu wykształcenia, kurczyły się w podobnym tempie. Co prawda zauważono, że, które studiowały, miały większą pojemność kory mózgowej w kilku miejscach, ale tempo kurczenia się tych miejsc nie było uzależnione od kontaktu z wyższą edukacją.
      Naukowcy podkreślają, że podobne tempo kurczenie się mózgu nie oznacza, że poziom wykształcenia nie ma znaczenia dla tego organu i naszego zdrowia. Jeśli ludzie z wyższym poziomem wykształcenia mają większe mózgi, to ten fakt może odwlekać w czasie wystąpienie demencji i innych objawów związanych z pogarszającym się funkcjonowaniem poznawczym", stwierdzają naukowcy.
      Podstawowy wniosek z badań jest jednoznaczny – tempo kurczenia się mózgów ludzi jest podobne, niezależne od tego, jak długo się uczyli.
      Wyniki badań opublikowano na łamach PNAS.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Francuscy lekarze ze zdumieniem dowiedzieli się, że 44-letni normalnie funkcjonujący mężczyzna niemal nie ma... mózgu. Obrazowanie medyczne wykazało, że czaszkę prawie całkowicie wypełniał płyn mózgowo-rdzeniowy.
      W czaszce zdrowego człowieka znajdują się cztery niewielkie komory, wypełnione płynem. U Francuza były one tak powiększone, że prawie nie było miejsca na mózg. Została mu tylko cienka warstwa komórek mózgowych.
      Ma żonę, czworo dzieci i pracuje jako urzędnik państwowy – napisali lekarze w piśmie do specjalistycznego pisma medycznego „Lancet”.
      Mężczyzna trafił do szpitala, gdyż skarżył się na bóle nogi. Lekarze, którzy czytali jego kartę choroby, dowiedzieli się, że jako dziecko miał on założony dren, który odprowadzał z czaszki nadmiar płynu i dren ten został usunięty gdy mężczyzna miał 14 lat.
      Lekarze najpierw przeprowadzili tomografię komputerową, a następnie rezonans magnetyczny. Byli zdumieni tym, co zobaczyli. Najbardziej zdumiewa mnie to, jak tak niewielki mózg poradził sobie z czynnościami życiowymi. On nie powinien żyć – mówi doktor Max Muenke, specjalista ds. uszkodzeń mózgu w Narodowym Instytucie Badań Ludzkiego Genomu.
      U mężczyzny przeprowadzono testy na inteligencję, które wykazały IQ na poziomie 75 punktów. To mniej niż średnie 100 punktów, jednak nie można mężczyzny uznać za upośledzonego.
      Jeśli jakiś proces zachodzi bardzo powoli, prawdopodobnie przez dziesięciolecia, różne części mózgu moją przejąć rolę tych obszarów, które zostały zredukowane – mowi Muenke.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ssaki o dużych mózgach zwykle występują z mniejszej liczbie w danej lokalizacji niż ssaki o mniejszych mózgach, wynika z najnowszych badań. Naukowcy z University of Reading stali na czele międzynarodowej grupy, której celem było zbadanie, dlaczego lokalne populacje takich ssaków jak myszy, małpy, kangury i lisy tak bardzo różnią się liczebnością na lokalny obszarach, nawet jeśli mamy do czynienia z podobnymi gatunkami.
      Uczeni wykorzystali metody statystyczne do przebadania różnych scenariuszy dla setek gatunków i stwierdzili, że ogólny trend dla ssaków jest taki, że im gatunek ma większy mózg, w tym mniejszym zagęszczeniu występuje. Gdy np. rozważamy dwa gatunku i podobnej diecie i masie ciała, okazuje się, że to wielkość mózgu jest wskazówką co do zagęszczenia zwierząt na danym obszarze.
      Większe mózgi kojarzą się z większą inteligencją. W tym przypadku to większe mózgi powstrzymują zwierzęta przed życiem w zbyt dużym zagęszczeniu. Może mieć to związek z faktem, że większy mózg wymaga więcej żywności i innych zasobów, a zatem potrzebuje więcej przestrzeni, by zaspokoić te potrzeby, mówi doktor Manuela Gonzalez-Suarez, która stała na czele grupy badawczej.
      Zrozumienie, dlaczego na różnych obszarach występuje różne zagęszczenie zwierząt jest istotne z punktu widzenia ich ochrony. Mniejsze zagęszczenie powoduje, że gatunek bardziej jest narażony na wymarcie, z drugiej strony większe lokalne zagęszczenie zwiększa ekspozycję gatunku na takie zagrożenia, jak istnienie dróg, dodaje.
      Bardzo interesująco wypada porównanie zagęszczenia, masy ciała i masy mózgu. Otóż przeciętna mysz waży 0,016 kilograma, jej mózg ma wagę 0,0045 kg, a gatunek żyje w niezwykle dużym zagęszczeniu wynoszącym 600 osobników na km2. W dużym zagęszczeniu 86 osobników na km2 żyją też wiewiórki. To zwierzęta warzące 0,325 kg, których masa mózgu wynosi 0,006 kg.
      Powszechnie występującym zwierzęciem jest też lis rudy (2,6 osobnika na km2), ssak ważący 4,3 kg o masie mózgu 0,047 kg. Z kolei makak berberyjski (11 kg masy ciała, 0,095 kg masy mózgu) występuje w liczbie 36 osobników na km2. Natomiast tygrys, który waży 185 kg i ma mózg o masie 0,276 kg występuje w liczbie 0,14 osobnika na km2. Podobnie zresztą 4-tonowy słoń z mózgiem o masie 4,5 kg, którego liczebność na obszarach występowania to 0,58 osobnika na km2.
      Ze schematu tego wyraźnie wyłamuje się człowiek. Lokalne zagęszczenie naszego gatunku bardzo się różni, dochodząc do 26 000 osobników na km2 w Monako.
      Wielkość mózgu nie jest jedynym czynnikiem decydującym o zagęszczeniu ssaków. Różne środowiska mają różne stabilność oraz różne gatunki konkurujące, więc to również ma wpływ. Konieczne są dalsze badania nad wpływem rozmiarów mózgów w różnych środowiskach, stwierdzają autorzy badań.
      Naukowcy zauważają też, że istnieją wyraźne wyjątki od reguły. Na przykład ludzie wykorzystali inteligencję do pokonania problemu ograniczonej ilości zasobów na danym terenie. Możemy importować żywność z całego świata co teoretycznie pozwala nam żyć w wielkiej liczbie w dowolnym miejscu na Ziemi. Niektóre inteligentne gatunki również mogły częściowo poradzić sobie z tymi ograniczeniami, stwierdzają badacze.
      Na potrzeby badań naukowcy wzięli pod lupę 656 nielatających ssaków lądowych. Związek wielkości mózgu z zagęszczeniem populacji jest szczególnie widoczny wśród ssaków mięsożernych oraz naczelnych, a mniej widoczny wśród gryzoni i torbaczy.
      Przykładem takich oczywistych zależności może być porównanie makaków berberyjskich z siamangiem wielkim. Oba gatunki małp mają podobną dietę i podobną masę ciała. Jednak mózg makaka waży 95 gramów, a zwierzę występuje w zagęszczeniu 36 osobników na km2. Z kolei mózg siamanga waży 123 gramy, a zagęszczenie populacji wynosi 14 osobników na km2.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jedną z przyczyn, dla której nie udało się dotychczas stworzyć maszyny o możliwościach obliczeniowych mózgu jest brak urządzenia, które działałoby jak neuron. Jednak dzień powstania sztucznego mózgu właśnie znacznie się przybliżył. Troje naukowców poinformowało na łamach Nature o stworzeniu pojedynczego urządzenia zachowującego się jak neuron.
      W reakcji na przyłożenie prądu stałego urządzenie reaguje podobnie jak neuron: pojawiają się w nim serie wyładowań, samopodtrzymujące się oscylacje i inne procesy, które możemy obserwować w mózgu. Urządzenie łączy w sobie funkcje opornika, kondensatora i memrystora Motta. Memrystory to urządzenia, które przechowują dane w postaci pamięci o oporze.
      Memrystory Motta mają dodatkową możliwość zapamiętania zmian w oporności powodowanych temperaturą. Dzieje się tak, gdyż materiały, z których zbudowany jest memrystor Motta są izolatorami lub przewodnikami w zależności od temperatury.
      Do zmian takich dochodzi z nanoskalowej warstwie ditlenku niobu. Po przyłożeniu napięcia NbO2 rozgrzewa się, zmieniając właściwości z izolujący w przewodzące. Po takiej zmianie prąd może przepłynąć przez urządzenia. Następnie urządzenie się chłodzi, a ditlenek niobu staje się ponownie izolatorem. W efekcie takich działań pojawia się wyładowanie podobne do tego, obserwowanego w neuronach. Przez pięć lat nad tym pracowaliśmy. W małym nanoskalowym kawałku materiału dzieje się bardzo wiele, mówi jeden z autorów badań, R. Stanley Williams z Texas A&M University.
      Drugi z autorów badań, Suhas Kumar z Hewlett Packard Laboratories, przypomina, że wynalazca memrystora, Leon Chua, przewidywał, iż w urządzeniu tym pomiędzy dwoma stabilnymi regionami znajduje się region chaotycznych zjawisk. Na krawędzi takiego regionu urządzenie może zaś wykazywać zachowania podobne do zachowań neuronów.
      Uzyskanie odpowiednich zjawisk nie jest jednak łatwe. Williams chwali Kumara za wysiłek, jaki włożył w to, by precyzyjnie dobrać parametry pracy urządzenia. Tego się nie odkrywa przypadkiem. Wszystkie parametry muszą być perfekcyjnie dobrane zanim zauważysz zjawiska, których poszukujesz. Gdy już jednak uda się tego dokonać okazuje się, że całość pracuje bardzo stabilnie i łatwo jest to powielać, stwierdza uczony.
      Naukowcy przetestowali swoje urządzenie budując z nich bramki logiczne NAND i NOR oraz niewielki analogowy obwód optymizujący pracę całości. Naukowcy przyznają, że potrzeba jeszcze wiele pracy, by całość zmienić w praktyczne urządzenie i skalować je tak, by mogły z nich powstać systemy zdolne do rzucenia wyzwania współczesnym komputerom. Kumar i Williams mają zamiar poszukać innych materiałów, nadających się do budowy sztucznego neuronu. Przemiany zachodzące w NbO2 mają bowiem miejsce w temperaturze 800 stopni Celsjusza. Można ją osiągnąć w warstwach o grubości liczonej w nanometrach.
      Jednak przeskalowanie całości na miliony takich neuronów i uzyskanie podobniej wydajności może być problemem. Stąd m.in. potrzeba znalezienia innego materiału.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas gdy dorośli przetwarzają różne zadania w wyspecjalizowanych obszarach mózgu w jednej z półkul, niemowlęta i dzieci używają do tego celu obu półkul. To może być przyczyną, dla której dzieci znacznie łatwiej regenerują się po urazach mózgu niż dorośli. Autorzy najnowszych badań skupili się na języku i odkryli, że dzieci podczas przetwarzania języka mówionego używają obu półkul mózgu.
      To bardzo dobra wiadomość dla dzieci, które odniosły urazy mózgu. Użycie obu półkul zapewnia mechanizm kompensujący po urazie. Na przykład, jeśli w wyniku udaru zaraz po urodzeniu dojdzie do uszkodzenia lewej półkuli mózgu, dziecko nauczy się języka korzystając z prawej półkuli. Dziecko z mózgowym porażeniem dziecięcym, które uszkodzi tylko jedną półkulę, może rozwinąć wszystkie potrzebne zdolności poznawcze w drugiej półkuli. Nasze badania pokazują, jak to jest możliwe, mówi profesor Elissa L. Newport, dyrektor Center for Brain Plasticity and Recovery, które jest wspólnym przedsięwzięciem Georgetown University i MedStar National Rehabilitation Network.
      Niemal wszyscy dorośli przetwarzają mowę tylko w lewej półkuli. Potwierdzają to zarówno badania obrazowe jak i fakt, że po udarze, który dotknął lewą półkulę, ludzie często tracą zdolność do przetwarzania mowy.
      Jednak u bardzo małych dzieci uraz jednej tylko półkuli rzadko prowadzi do utraty zdolności językowych. Nawet, jeśli dochodzi do poważnego zniszczenia lewej półkuli, dzieci nadal potrafią korzystać z języka. To zaś sugeruje – jak zauważa Newport – że dzieci przetwarzają język w obu półkulach. Jednak tradycyjne metody obrazowania nie pozwalały na obserwowanie tego zjawiska. Nie było jasne, czy dominacja lewej półkuli w zakresie zdolności językowych jest widoczna już od urodzenia, czy rozwija się z wiekiem, stwierdza uczona.
      Teraz, dzięki funkcjonalnemu rezonansowi magnetycznemu udało się wykazać, że u małych dzieci żadna z półkul nie ma w tym zakresie przewagi. Lateralizacja pojawia się z wiekiem. Ustala się ona w wieku 10-11 lat.
      W najnowszych badaniach udział wzięło 39 zdrowych dzieci w wieku 4–13 lat, których wyniki porównano z 14 dorosłymi w wieku 18–29 lat. Obie grupy zmierzyły się z zadaniem polegającym na rozumieniu zdań. W czasie rozwiązywania zadania każdy z uczestników poddany był skanowaniu za pomocą fMRI, a wyniki potraktowano indywidualnie. Później stworzono mapę aktywności mózgu dla grup wiekowych 4–6 lat, 7–9 lat, 10–13 lat i 18–29 lat.
      Badacze stwierdzili, że wyniki uśrednione dla każdej z grup pokazują, iż nawet u małych dzieci występuje preferencja (lateralizacja) lewej półkuli mózgu w czasie przetwarzania mowy. Jednak znaczny odsetek najmłodszych dzieci wykazuje silną aktywację prawej półkuli mózgu. U osób dorosłych prawa półkula aktywuje się podczas rozpoznawania ładunku emocjonalnego niesionego z głosem. Natomiast u dzieci bierze ona udział i w rozpoznawaniu mowy i w rozpoznawaniu ładunku emocjonalnego.
      Naukowcy sądzą, że jeśli udałoby im się przeprowadzić podobne badania u jeszcze młodszych dzieci, to obserwowaliby jeszcze większe zaangażowanie prawej półkuli mózgu w przetwarzanie języka.
      Obecnie Newport i jej grupa skupiają się na badaniach przetwarzania mowy w prawej półkuli mózgu u nastolatków i młodych dorosłych, u których lewa półkula mózgu została poważnie uszkodzona podczas udaru zaraz po urodzeniu.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...