Сегодня 03 октября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные подсмотрели у природы и создали нейрон на белковых нанопроводах, впервые работающий как настоящий

Очевидно, что выбранный наукой путь к созданию искусственного интеллекта сопряжён с невероятным потреблением энергии. Если это не «хитрый план» подорвать экономику соперников, то просто недальновидная трата ресурсов планеты. Природа давно уже придумала интеллект, достаточно энергоэффективный, чтобы не пропасть в пучине эволюции биологической жизни на Земле. Осталось воплотить разработки природы в «железе» и, похоже, это произойдёт раньше, чем позже.

 Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Учёные из Университета Массачусетса в Амхерсте (UMass) разработали искусственный нейрон, который имитирует поведение и «массогабаритные» характеристики реальных нейронов: по размеру, энергопотреблению, силе сигнала, временным характеристикам и чувствительности к химическим сигналам. Последнее — наиболее важное свойство, поскольку нервная система живых организмов и человека в частности работает не только с электрическим потенциалом, но и с нейромедиаторами — химическими соединениями, возбуждающими электрический сигнал в нейронах.

Разработчики, ничуть не стесняясь, заявили о прорыве в биоэлектронике, который позволит объединить электронику и биологию для более эффективной обработки данных, аналогичной работе мозга, функционирующего при сравнительно низком энергопотреблении по сравнению с современными ИИ-моделями вроде ChatGPT. Исследование также подчёркивает потенциал таких нейронов в медицине, вычислительной технике и интерфейсах мозг-машина, что способно решить проблему несоответствия сигналов между искусственными (высоковольтными) и биологическими (низковольтными) системами.

Искусственный нейрон построен на базе мемристора — памяти на основе изменения сопротивления ячейки, использовавшего белковые нанопровода из бактерии Geobacter sulfurreducens. Эти нанопровода позволили снизить напряжение переключения элемента до 60 мВ и ток до 1,7 нА, что соответствует биологическим уровням и оказалось в 10 раз эффективнее предыдущих аналогов (напомним, электроника обычно работает от 500 мВ и выше). Мемристор был интегрирован в цепь из конденсатора и резистора для имитации фаз нейронной активности — от накопления заряда до его всплеска и последующей стабилизации для новой работы. Кроме того, в схему были добавлены химические сенсоры для обнаружения ионов (например, натрия) и нейромедиаторов (дофамина), чтобы имитировать нейромодуляцию — ту самую реакцию нейронов на химические вещества, например, на кофеин в чашке утреннего кофе.

 Источник изображения: Nature Communications 2025

Источник изображения: Nature Communications 2025

Разработанный учёными нейрон генерировал импульсы с энергией, сравнимой с биологической (0,2–37 пДж), и продемонстрировал частотный отклик, регулируемый химическими сигналами. При подключении к кардиомиоцитам (клеткам сердечной мышечной ткани) из стволовых клеток человека через графеновую сенсорную сетку он в реальном времени смог регистрировать электрические сигналы, отличая нормальную активность от изменений под влиянием норадреналина, что повышало частоту импульсов — вызывало условное учащённое сердцебиение. Тем самым учёные показали, что живые клетки могут без проблем сопрягаться с электроникой и всё это прекрасно работает в связке.

Прототип открывает путь к энергоэффективным датчикам для мониторинга клеток, реакции на лекарства и даже восстановления повреждённых нейронных цепей, возникающих при серьёзных травмах мозга или позвоночника. В будущем такие нейроны могут улучшить интерфейсы мозг-машина и создать вычислители на основе биологических систем, интегрируясь с живой тканью без промежуточных преобразований.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Геймерскую мышь превратили в шпионский микрофон для прослушки пользователей 9 мин.
AMD, вероятно, решила одну из самых серьезных проблем с генерацией кадров 2 ч.
Облачный игровой сервис Xbox Cloud Gaming скоро станет бесплатным, но есть нюанс 2 ч.
Слухи: ремейк культовой Halo: Combat Evolved создаётся на гибридном движке при участии студии в ответе за The Elder Scrolls IV: Oblivion Remastered 3 ч.
Microsoft предсказала биологические угрозы «нулевого дня» из-за ИИ 4 ч.
Обнаружена уязвимость, которая ставит под угрозу пользователей всех игр на Unity с 2017 года 4 ч.
Cloudflare обновила robots.txt: теперь сайты могут запретить ИИ-чат-ботам воровать контент 5 ч.
Джефф Безос: ИИ — это «промышленный пузырь», но он поможет человечеству 5 ч.
Боссы в Resident Evil Requiem проверят не навыки стрельбы, а смекалку игроков 8 ч.
Технологии Google губят традиционные сайты — спасительные меры могут сделать только хуже 10 ч.
Keenetic ушёл из России — вместо него теперь Netcraze, но для пользователей ничего не поменялось 3 мин.
В Китае собрали крупнейший в мире плавучий ветрогенератор — его ротор охватывает площадь семи футбольных полей 27 мин.
Samsung представит гарнитуру смешанной реальности на Android XR уже в этом месяце 2 ч.
Thermal Grizzly представила эффективные термопрокладки Minus Pad extreme 2 и очень пластичные Minus Pad High Compression 2 ч.
Kodak впервые за годы выпустила новые плёнки Kodacolor — и сама займётся их продажей 2 ч.
До 2,8 МВт за 45 с: Rolls-Royce представила газовый генератор mtu 20V4000 L64 для дата-центров 4 ч.
UKPN начнёт отапливать дома британских малоимущих кластерами из сотен Raspberry Pi 5 ч.
В лучших ИИ-ускорителях Huawei нашли чипы TSMC, Samsung и SK hynix, которых в Китае быть не должно 5 ч.
Задержки поставок ИИ-чипов в ОАЭ на десятки миллиардов долларов расстраивают NVIDIA 6 ч.
Видео: электромобиль Xiaomi SU7 сам включился и попытался сбежать от хозяев 7 ч.