Un graphique représentant la structure du dispositif au niveau moléculaire.

L'électronique inspirée par le cerveau offre des avantages énergétiques et économiques aux applications IA et IoT


Ces appareils électroniques dits «inspirés du cerveau», qui utilisent des memristors organiques par opposition à des inorganiques, pourraient offrir une plate-forme fonctionnelle et rentable pour des technologies informatiques flexibles, portables et personnalisées.

Les memristors fabriqués à partir de matériaux organiques sont privilégiés pour leurs caractéristiques théoriques, telles que la commutation spatialement uniforme, les fonctionnalités moléculaires accordables et les énergies de commutation ultra-faibles.

Cependant, malgré des efforts de recherche qui remontent à près de deux décennies, les performances et la compréhension générale des memristors organiques laissent beaucoup à désirer, et celle qui convient aux applications industrielles doit encore émerger en raison de problèmes de stabilité, d'évolutivité, de vitesse, de reproductibilité , et plus.

Memristors fonctionnellement prometteurs et rentables

Dans un article publié dans Applied Physics Reviews, des chercheurs américains discutent d'une nouvelle famille de memristors organiques qui pourraient être compétitifs sur le plan industriel grâce à des caractéristiques qui incluent une cyclabilité, une rétention prolongée, une faible énergie de commutation, une tension de commutation suffisante, une cyclabilité et un temps de montée inférieur à 30 nanosecondes.

"Il est important pour nous de comprendre que les plates-formes informatiques d'aujourd'hui ne seront pas en mesure de soutenir des implémentations à grande échelle d'algorithmes d'IA sur des ensembles de données massifs", a déclaré Thirumalai Venkatesan, l'un des auteurs d'un article publié dans Applied Physics Reviews.

Il a ajouté que ce que l'on appelle «l'électronique inspirée du cerveau» qui comprend des memristors organiques capables à la fois de stocker des données et d'effectuer des calculs pourrait offrir une plate-forme fonctionnellement prometteuse et rentable. En termes de fonctionnalité, les memristors sont analogues aux neurones, ce qui en fait des candidats de choix pour ces appareils électroniques inspirés du cerveau tels que les plates-formes informatiques.

Un graphique représentant la structure du dispositif au niveau moléculaire.

Une représentation graphique d'une structure de dispositif moléculaire au niveau moléculaire. Les particules d'or sur l'électrode inférieure améliorent le champ, permettant un fonctionnement à faible énergie de l'appareil. Image créditée à Sreetosh Goswami, Sreebrata Goswami et Thirumalai Venky Venkatesan

Une «nouvelle génération» de memristors organiques

Les dispositifs à mémoire organique, que les chercheurs appellent la «nouvelle génération de memristors organiques», ont été développés sur la base de dispositifs complexes azoïques métalliques, lancés par Sreebata Goswami, auteur du document de l'équipe et professeur à l'Association indienne pour la Culture de la science à Kolkata.

Pendant longtemps, les oxydes ont été le principal candidat comme matériau optimal pour les memristors et bien que de nombreux différents aient été proposés, aucun n'a jusqu'à présent réussi.

Les défis du développement de memristors organiques

Goswami note qu'au cours des 2 dernières décennies, il y a eu de nombreuses tentatives pour créer des memristors organiques, mais aucune n'a montré de promesses en raison de problèmes de stabilité et de reproductibilité. «Au niveau des appareils, nous sommes désormais en mesure de résoudre la plupart de ces problèmes», il ajouta.

Le prochain défi de l’équipe est de produire ces memristors organiques à grande échelle. Goswami les prévoit comme convenant à un large éventail de technologies portables et implantables, allant jusqu'à prétendre qu'elles pourraient éventuellement être utilisées pour construire un «filet corporel» – une série de capteurs sans fil qui collent à la peau pour la surveillance de la santé.



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