达尔文在芯片上：新的电子电路模仿像人类大脑这样的自然网络

MESA +纳米技术研究所和荷兰特温特大学CTIT信息技术研究所的研究人员使用类似于达尔文进化的方法，展示了以全新方式生产的工作电子电路。这些电路的尺寸与传统电路的尺寸相当，但它们更接近人脑等自然网络。这些发现有望成为新一代功能强大的节能电子产品，并已在英国期刊“ 自然纳米技术 ”上发表。

向大自然学习

20世纪最大的成功之一就是数字计算机的发展。在过去的几十年中，通过在硅芯片上集成更小的元件，这些计算机变得越来越强大。然而，继续这种小型化变得越来越困难和极其昂贵。目前的晶体管仅由少数原子组成。制造芯片是一项重大挑战，其中数百万个晶体管具有相同的特性，从而使芯片正常工作。另一个缺点是它们的能量消耗达到了不可接受的水平。很明显，人们必须寻找替代方向，看看我们可以从自然中学到什么是很有趣的。自然进化导致像人类大脑一样强大的“计算机”，这可以以节能的方式解决复杂的问题。大自然利用可以并行执行许多任务的复杂网络。

远离设计电路

特温特大学研究人员的方法基于类似于自然界中发现的方法。他们使用金纳米粒子网络来执行基本的计算任务。与传统电子产品相反，它们已经远离设计电路。通过使用“无设计”系统，可以避免代价高昂的设计错误。通过应用人工进化来实现其网络的计算能力。这种演变不到一个小时，而不是数百万年。通过施加电信号，可以将同一个网络配置成16个不同的逻辑门。渐进式方法可以解决 - 甚至可以利用 - 可能在传统电子设备中致命的材料缺陷。

功能强大，高效节能

这是科学家首次以这种方式成功实现具有可与商业技术竞争的尺寸的强大电子产品。教授说。Wilfred van der Wiel，实现的电路目前仍然具有有限的计算能力。“但是通过这项研究，我们已经提供了原理证明：证明了我们的方法在实践中有效。通过扩大系统，将来会产生真正的附加价值。例如，努力识别模式，例如人脸识别对于普通计算机来说这是非常困难的，而人类，也可能是我们的电路可以做得更好。“ 另一个重要的优点可能是这种类型的电路在生产和使用过程中使用的能量要少得多。研究人员预计会有广泛的应用，