Sử dụng nước và muối để chế tạo máy tính đầu tiên giống bộ não con người

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Utrecht và Đại học Sogang ở Hàn Quốc đã tạo ra khớp thần kinh nhân tạo hoạt động nhờ có nước và muối. Thành quả này cung cấp bằng chứng đầu tiên cho thấy một hệ thống sử dụng môi trường tương tự như bộ não của con người có thể xử lý thông tin phức tạp. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Từ lâu, các nhà khoa học đã lấy cảm hứng từ bộ não con người để nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của các máy tính thông thường. Mục đích của họ là mô phỏng khả năng phi thường của bộ não theo nhiều cách khác nhau. Những nỗ lực này đã dẫn đến sự phát triển của các máy tính giống bộ não, tách khỏi quá trình xử lý nhị phân truyền thống để áp dụng các phương pháp tương tự như bộ não con người. Tuy nhiên, trong khi bộ não con người hoạt động bằng cách sử dụng nước và các hạt muối hòa tan (gọi là ion) làm môi trường thì hầu hết máy tính lấy cảm hứng từ não bộ hiện nay, đều dựa vào vật liệu rắn thông thường.

Trong nghiên cứu mới, lần đầu tiên các nhà khoa học đã chứng minh một hệ thống phụ thuộc vào nước và muối có khả năng xử lý thông tin phức tạp, phản ánh chức năng của bộ não con người. Trọng tâm của khám phá này là một thiết bị nhỏ có kích thước 150 x 200 micromet, mô phỏng hoạt động của khớp thần kinh, thành phần thiết yếu trong não hỗ trợ truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh.

Thiết bị này do các nhà khoa học ở Hàn Quốc phát triển, được gọi là vi điện trở nhớ (memristor) điện tử, bao gồm một vi kênh hình nón chứa đầy dung dịch nước và muối. Khi nhận được xung điện, các ion trong chất lỏng di chuyển qua kênh, dẫn đến sự thay đổi nồng độ ion. Tùy thuộc vào cường độ (hoặc thời lượng) của xung, độ dẫn điện của kênh sẽ có sự điều chỉnh tương ứng, phản ánh khả năng tăng cường hoặc suy yếu của các kết nối giữa các tế bào thần kinh. Mức độ thay đổi độ dẫn điện thể hiện tín hiệu đầu vào có thể đo lường được.

Tim Kamsma, đồng tác giả nghiên cứu khẳng định: “Kết quả nghiên cứu là bước tiến quan trọng hướng đến cho các loại máy tính không chỉ có khả năng mô phỏng các kiểu giao tiếp của bộ não con người mà còn sử dụng môi trường tương tự. Cuối cùng sẽ dẫn đến sự ra đời của các hệ thống máy tính tái tạo chân thực những khả năng phi thường của bộ não con người”.

N.P.D (NASATI), theo Scitechdaily, 5/2024