天天觀熱點：研究人員發(fā)現(xiàn)一種具有類似大腦學習能力的材料

【資料圖】

根據Samizadeh Nikoo的說法，二氧化硅有一種不穩(wěn)定的“記憶”。"材料在移除激發(fā)后會立即恢復到絕緣狀態(tài)"。他開始為他的論文尋找二氧化釩從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài)需要多長時間。然而，他的調查出現(xiàn)了不同的變化：在收集了數百個測量數據后，他發(fā)現(xiàn)了材料結構中的“記憶效應”。

在他的實驗中，Samizadeh Nikoo向一個二氧化硅樣品施加了電流。他解釋說：“電流在材料上移動，沿著一條路徑，直到它在另一側退出。當電流加熱樣品時，二氧化硅的狀態(tài)發(fā)生了變化。在電流消失后，該材料又回到了原來的狀態(tài)。”Samizadeh Nikoo隨后向該材料提供了第二個電流脈沖，并發(fā)現(xiàn)它改變狀態(tài)的時間與該材料的歷史密切相關。

“二氧化釩似乎‘記住’了第一次相變，并預測下一次相變，”POWERlab的負責人Elison Matioli教授解釋說。“我們沒有想到會看到這種記憶效應，而且它與電子狀態(tài)無關，而是與材料的物理結構有關。這是一個新的發(fā)現(xiàn)：沒有其他材料以這種方式表現(xiàn)出來。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，二氧化釩可能會回憶其最近的外部刺激，時間長達3小時。 Matioli說：“事實上，記憶效應可能持續(xù)數天，但我們目前沒有測量這種效應所需的儀器。”

研究小組的這一發(fā)現(xiàn)具有重要意義，因為所發(fā)現(xiàn)的記憶效應是材料本身的一個固有屬性。工程師們依靠記憶來完成各種計算，而可能通過提高容量、速度和小型化來改善計算過程的材料是非常需要的。二氧化釩能滿足所有這三個條件。此外，其連續(xù)的、結構性的記憶使其區(qū)別于典型的材料，后者將數據存儲為二進制信息，取決于對電狀態(tài)的操作。

研究人員進行了大量的測量以得出他們的結論。他們還通過將新方法應用于世界各地其他實驗室的不同材料來證實他們的結果。這一發(fā)現(xiàn)很好地復制了大腦中發(fā)生的情況，因為二氧化釩“開關”的作用就像神經元。