Создание функциональных прототипов электронных синапсов и построение на их основе модели нейроаморфной вычислительной системы

Одно из радикально новых направлений в развитии информационных технологий заключается в создании искусственных нейронных сетей на основе принципиально иной аппаратной базы, моделирующей деятельность биологических нейронных сетей, т.е. сетей нервных клеток живого организма. С этой точки зрения исключительный интерес представляют исследования эффектов в неорганических и органических наноструктурах, которые функционально воспроизводят действие синапсов биологических систем. Проведено решение нескольких взаимосвязанных задач, которые являются важными шагами в направлении к конечной цели создания систем искусственного интеллекта на новой аппаратной базе. Получены характеристики обратимого «аналогового» (многоуровневого) переключения электрической проводимости при пропускании электрического тока в неорганических наноструктурах металл - изолятор - металл на основе новых комбинаций материалов. Проведены функционализация такого рода структур и создание на их основе прототипов электронных синапсов, эмулирующих функции биологических синапсов; исследованы возможности их использования в качестве элементов нейроморфной вычислительной системы путем разработки и испытания оригинальной теоретической нейронной модели. Значимость результатов проекта заключена в использовании междисциплинарного подхода, включающего поиск работоспособных комбинаций неорганических материалов и синтез на их основе наноструктур, в которых наблюдаются искомые физические эффекты; выяснение механизмов аналогового резистивного переключения для функционализации этих материалов в наноразмерных структурах; создание прототипов элементов, воспроизводящих функции синапсов биологических систем; проведение электрических тестовых испытаний, воспроизводящих синаптическую активность мозга; построение простой работоспособной теоретической модели нейроморфной вычислительной системы на основе изготовленных экспериментально функциональных элементов - электронных синапсов.