العسل يتحول إلى رقائق كمبيوتر تشبه الدماغ

هل توجد علاقة بين العسل وبعض مكونات أجهزة الكمبيوتر؟ .. الإجابة المباشرة التي سترددها الألسنة بلا تفكير، هي لا.

ولكن ما يبدو لك غريبا وغير منطقي تحقق في جامعة جامعة ولاية واشنطن، حيث أظهر مهندسو الجامعة طريقة لاستخدام العسل في صنع مكونات أجهزة الكمبيوتر العصبية، والأنظمة المصممة لتقليد الخلايا العصبية والمشابك الموجودة في الدماغ البشري.

وخلال الدراسة المنشورة في 5 أبريل/نيسان بدورية "أبلايد ساينس"، أظهر الباحثون أنه يمكن استخدام العسل في صنع "ميمريستور"، وهو مكون مشابه للترانزستور الذي لا يمكنه فقط معالجة البيانات، ولكن أيضا تخزينها في الذاكرة.

ويقول فينج تشاو، الأستاذ المشارك في كلية الهندسة وعلوم الكمبيوتر بجامعة ولاية واشنطن، والمؤلف المشارك بالدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة: "هذا جهاز صغير جدا بهيكل بسيط، ولكن له وظائف مشابهة جدا للخلايا العصبية البشرية، وهذا يعني أنه إذا تمكنا من دمج الملايين أو المليارات من ميمريستورات العسل معا، فيمكن تحويلها إلى نظام عصبي الشكل يعمل كثيرا مثل دماغ الإنسان".

وابتكر "ميمريستور العسل" بواسطة براندون سويوكا، الباحث الرئيسي بالدراسة، عن طريق معالجة العسل في شكل صلب ووضعه بين قطبين معدنيين، مما يجعل بنيته مشابهة للمشابك العصبية عند الإنسان. ثم قاموا باختبار قدرة الميمريستور على محاكاة عمل المشابك مع سرعات تشغيل وإيقاف عالية تبلغ 100 و500 نانوثانية على التوالي.

كما قام الميمريستور بمحاكاة وظائف المشبك المعروفة باسم اللدونة المعتمدة على توقيت الارتفاع واللدونة المعتمدة على معدل الارتفاع، وهما المسؤولان عن عمليات التعلم في أدمغة الإنسان والاحتفاظ بالمعلومات الجديدة في الخلايا العصبية.

وابتكر مهندسو جامعة ولاية واشنطن ميمريستورات العسل على نطاق صغير بحجم شعرة الإنسان، ويخطط فريق البحث بقيادة تشاو لتطويره على مقياس نانوي، حوالي 1/1000 من شعرة الإنسان، وتجميع عدة ملايين أو حتى المليارات معًا لإنشاء نظام حوسبة عصبية كاملة.

حاليًا، تعتمد أنظمة الكمبيوتر التقليدية على ما يسمى بهندسة فون نيومان، وتمت تسمية هذه البنية على اسم منشئها، وتتضمن إدخالًا، عادةً من لوحة المفاتيح والماوس، ومخرج، مثل الشاشة، ويحتوي أيضًا على وحدة المعالجة المركزية وتخزين الذاكرة.

ويقول تشاو إن نقل البيانات من خلال كل هذه الآليات من الإدخال إلى المعالجة إلى الذاكرة إلى الإخراج يتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة على الأقل مقارنة بالدماغ البشري، فعلى سبيل المثال، يستخدم الحاسوب الفائق "فوغاكو"ما يزيد عن 28 ميجاوات، أي ما يعادل تقريبًا 28 مليون واط للتشغيل، بينما يستخدم الدماغ حوالي 10 إلى 20 واط فقط.

ويحتوي الدماغ البشري على أكثر من 100 مليار خلية عصبية مع أكثر من 1000 تريليون من نقاط الاشتباك العصبي أو الوصلات فيما بينها، ويمكن لكل خلية عصبية معالجة البيانات وتخزينها، مما يجعل الدماغ أكثر كفاءة من الكمبيوتر التقليدي، ويهدف مطورو أنظمة الحوسبة العصبية إلى محاكاة هذا الهيكل.