Perak memercikkan sinapse mimik otak chip nano

Para peneliti di Amerika Serikat yang mempunyai tujuan untuk mengemulasikan fungsionalitas dari otak kucing telah mengembangkan suatu alat nanoskala yang sangat mudah dibuat dan canggih yang mengimitasi konektifitas neuron-neuron di otak.
Alat elektronis yang mempunyai dua terminal ini, dikenal sebagai memristor (‘memori’ + ‘resistor’), serupa dengan sinapse biologis dimana konduktansinya dapat secara tepat diganti dengan mengontrol muatan yang mengalir melalui konduktansi tersebut. Para peneliti menemukan bahwa perubahan cara mereka menempelkan ion-ion perak pada alat berbasis silikon dapat meningkatkan performa mereka.
Suatu resistansi dari memristor dikontrol oleh ‘memori’ dari alirannya dan voltasenyayang telah terekspose. ‘Hal ini dapat digunakan untuk membuat suatu komputer dengan cara yang sama seperti halnya sifat dasar dalam membuat otak,’ jelas Wei Lu dari University of Michigan, Ann Arbor.
Memristor pertama kali dibuat pada tahun 2008 dari titanium dioksida, yang sangat sulit diintegrasikan dengan chip komputer dari silikon tradisional. Mulai saat itu alat berbasis silikon telah mengikuti, meskipun perubahan resistansinya sangat tiba-tiba sekali. Sekarang ini tim Lu telah menghasilkan memristor silikon yang bekerja lebih lancar. ‘Desain baru ini berusaha menandingi sistem biologikal yang lebih baik karena perubahannya lebih gradual dan secara tepat dapat dikontrol,’ katanya.
Pada memristor, aliran yang mengalir dihubungkan dengan pergerakan ion, denagn merubah resistansi saat mereka bergerak. Memristors sebelumnya memperkenalkan ion-ion perak untuk menunjukkan fungsinya kedalam bentuk silikon dari elektroda yang tersimpan di atas. Namun begitu, proses ini memotong-motong konduksi saluran yang terlokalisasi dan bertanggung jawab atas perubahan yang tiba-tiba.

Bagaimana memristors dapat bertindak sebagai sinapse antara neuron-neuron, dengan skematik struktur memristor serta alat yang mempunyai dua terminal pada sisipannya.

Disamping itu, mahasiswa Lu yaitu Sung-Hyun Jo dan Ting Chang memperkenalkan silikon dan perak secara simultan melalui pemercikan. Dengan menggunakan suatu plasma argon, mereka melepas beberapa atom dari sasaran elemental murni kedalam ruangan kedap udara yang berisi  memristors terpabrikasi sebagian. Endapan beberapa atom didalam alat dengan ketebalan lapisan sebesar 20-30nm, dimana memungkinkan kontrol yang mudah terhadap rasio antara dua komponen. ‘Alat ini dapat bertahan kurang lebih 150 juta siklus tulisan dan hapusan,’ Lu menceritakan pada Chemistry World. ‘Saat anda menulis atau menghapus sistem lain beberapa ratus kali, secara tipikal performanya mulai terdegradasi.’
Memristors dapat mensimulasikan sinapse karena koneksi sinaptik elektrikal antara dua neuron kelihatannya dapat memperkuat atau melemahkan tergantung pada saat neuron tersebut dibakar. Lu dan para koleganya mendemonstrasikan bahwa memristor mereka menunjukkan suatu fungsi ekuivalen dengan sirkuit berbasis silikon konvensional yang bertindak sebagai neuron, denagn menaikkan dan menurunkan resistansi memristornya. Tim ini meruupakan bagian dari program US Defense Advanced Research Projects Agency yang bertujuan untuk menciptakan komputer yang menyerupai sistem neural biologikal. ‘Hal ini akan menjadi komponent yang kan kita gunakan untuk membuat versi piranti keras dari otak kusing,’ kata Lu.
Nadine Gergel-Hackett, yang meneliti teknologi memristor pada US National Institute of Standards and Technology, mengakui keberhasilan penciptaan analog sinapse otak dari tim Michigan. ‘Pekerjaan ini merupakan langkah besar menuju realisasi pengkomputeran yang