Wissenschaftler aus den Niederlanden und Südkorea haben gerade ein Gerät namens „iontronischer Memristor (Speicherwiderstand)“ oder mit anderen Worten eine künstliche Synapse gebaut. Dieses Gerät, nur ein wenig breiter als ein menschliches Haar, ahmt den Teil des Gehirns nach, der uns beim Denken und Lernen hilft. Dies ist nicht das erste Mal, dass Wissenschaftler versuchen, ein Gerät zu entwickeln, das dem Denken des menschlichen Gehirns ähneln kann, aber dieses hier ist etwas Besonderes, weil es nicht wie die anderen gebaut ist – es ist wie unser Gehirn gebaut.
Was ist dieses gehirnähnliche Gerät und warum ist es so besonders? Machen Sie sich bereit für einen wissenschaftlichen Vortrag. Der iontronische Memristor verfügt über einen sich verjüngenden mikrofluidischen Kanal in Form eines Kegels, in dem sich eine in Wasser gelöste Salzlösung (Kaliumchlorid) befindet. Ja, es ist buchstäblich nur Salz und Wasser.
Wenn das Gerät ein elektrisches Signal empfängt, bewegen sich die Ionen in der Wasserlösung im Kanal nach oben und ändern ihre Position. Diese Bewegung beeinflusst die Ionendichte und Leitfähigkeit. Dies verändert grundsätzlich die Fähigkeit des Memristors, Elektrizität zu leiten, ähnlich wie unsere Gehirnzellen sich aufgrund unserer Erfahrungen stärker oder schwächer verbinden.
Dies könnte der Funktionsweise unseres Gehirns in einer künstlichen Umgebung bisher am nächsten kommen und unterscheidet sich von früheren Versuchen an der eigentlichen Grundlage, da es vollständig aus Wasser und Salz und nicht aus Silizium und Metallen besteht.
Obwohl Memristoren in verschiedenen herkömmlichen Plattformen verwendet werden, unterscheiden sie sich vom menschlichen Gehirn, da sie nur auf eine Informationsquelle (z. B. Elektronen oder Löcher) angewiesen sind und nur auf elektrische Eingaben reagieren. Dies unterscheidet sich von der Art und Weise, wie die Synapsen in unserem Gehirn funktionieren, da sie sich bei ihrer Arbeit sowohl auf elektrische als auch auf chemische Signale verlassen können.
Aktuelle Anwendungen künstlicher Intelligenz, selbst die fortschrittlichsten, verfügen nicht über die Fähigkeit, unabhängig zu denken wie das menschliche Gehirn. Unterdessen sind Large Language Models (LLMs), auch wenn sie wie wir klingen, lediglich eine Ansammlung von Wörtern, die andere Menschen (und Maschinen) gesagt haben. Ihre Fähigkeit, etwas zu erschaffen, beruht auf dem Lernen von Menschen und nicht auf ihrer eigenen Denkfähigkeit.
Die vom Doktoranden Tim Kamsma geleitete Forschung ist das gemeinsame Ergebnis der Arbeit der Universität Utrecht in den Niederlanden und der Sogang-Universität in Südkorea. Es ist das erste seiner Art, das flüssige Ionenkanäle verwendet, um die komplexen Flüssigkeitsmechanismen im Gehirn nachzuahmen. Doch trotz dieses Sprungs stecken wässrige neuromorphe Geräte wie iontronische Memristoren immer noch in den Kinderschuhen, und ihre Verwendung zum Bau neuromorpher Computer ist noch in der Entwicklung.
Obwohl wir noch weit davon entfernt sind, ist der Bau solcher Geräte ein Sprungbrett in die nächste Ära der KI – etwas, das andere Wissenschaftler auf andere Weise zu erreichen versucht haben, beispielsweise durch die Verwendung von Honig.
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