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Des chercheurs de la NUS développent un dispositif de mémoire inspiré du cerveau qui pourrait révolutionner la conception des semi-conducteurs

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Newswise – Singapour, le 2 septembre 2021 – De nombreux dispositifs électroniques reposent aujourd’hui sur des circuits logiques à semi-conducteurs à commutation câblée pour exécuter des fonctions logiques prédéfinies. Des physiciens de l’Université nationale de Singapour (NUS), en collaboration avec une équipe internationale de chercheurs, ont développé un nouveau memristor moléculaire, ou dispositif de mémoire électronique, doté d’un potentiel exceptionnel de reconfiguration de la mémoire.

Contrairement aux circuits câblés standard, le dispositif moléculaire peut être reconfiguré à l’aide d’une tension pour inclure diverses tâches de calcul. Une nouvelle technologie écoénergétique, capable d’améliorer la puissance et la vitesse de calcul, peut être utilisée dans l’informatique de pointe, ainsi que dans les appareils portables et les applications avec des ressources énergétiques limitées.

« Ce travail est une percée majeure dans notre quête de conception de l’informatique à faible consommation. L’idée d’utiliser la transformation multiple dans un seul composant s’inspire du fonctionnement du cerveau et réinvente fondamentalement la stratégie de conception de circuits logiques », a déclaré Associate Le professeur Ariando du Département de physique de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud qui a dirigé la recherche. .

La recherche a été publiée pour la première fois dans la revue tempérer la nature Le 1er septembre 2021, et mis en œuvre en association avec l’Association indienne pour la culture des sciences, Hewlett Packard Enterprise, l’Université de Limerick, l’Université d’Oklahoma et l’Université Texas A&M.

Une technologie inspirée du cerveau

« Cette nouvelle découverte pourrait contribuer aux progrès de l’informatique de pointe en tant qu’approche de pointe de l’informatique mémoire pour surmonter le goulot d’étranglement de von Neumann, qui est le retard du traitement informatique observé dans de nombreuses technologies numériques en raison de la séparation physique du stockage mémoire de l’appareil processeur », a déclaré le professeur adjoint Ariando. . Le nouveau dispositif moléculaire a également le potentiel de contribuer à la conception de puces de traitement de nouvelle génération avec une puissance et une vitesse de calcul améliorées.

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« Semblable à la flexibilité et à l’adaptabilité des connexions dans le cerveau humain, notre dispositif de mémoire peut être rapidement reconfiguré pour effectuer différentes tâches de calcul en modifiant simplement les tensions appliquées. De plus, comme la façon dont les neurones peuvent stocker des souvenirs, le dispositif lui-même peut également contenir des informations pour récupération et traitement futur », a déclaré le premier auteur, le Dr Srithush Goswami, chercheur au département de physique de la NUS.

Le membre de l’équipe de recherche, le Dr Sriprata Goswami, qui était chercheur principal à la NUS et ancien professeur à la Société indienne pour la culture des sciences, a conceptualisé et conçu un système moléculaire appartenant à la famille chimique de la phényl azopyridine qui a un atome de métal central lié à l’organique molécules appelées ligands. « Ces molécules sont comme des éponges d’électrons qui peuvent présenter jusqu’à six transferts d’électrons résultant en cinq états moléculaires différents. L’interconnexion entre ces états est la clé de la reconfiguration de l’appareil », a expliqué le Dr Sriprata Goswami.

Le Dr Srithush Goswami a créé un microcircuit constitué d’une couche de 40 nanomètres de film moléculaire prise en sandwich entre une couche supérieure d’or et une couche inférieure de nano-or et d’oxyde d’indium et d’étain. Notez un profil courant-tension sans précédent lorsqu’une tension négative est appliquée à l’appareil. Contrairement aux memristors à oxyde métallique conventionnels qui s’allument et s’éteignent à une seule tension constante, ces dispositifs moléculaires organiques peuvent basculer entre des états allumés et éteints à de nombreuses tensions en série distinctes.

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En utilisant une technique d’imagerie appelée spectroscopie Raman, des signatures spectrales dans le mouvement vibrationnel de la molécule organique ont été observées pour expliquer les multiples transitions. Le Dr Sriprata Goswami a expliqué que « le balayage de la tension négative a incité les liaisons de la molécule à subir une série de réductions, ou de gain d’électrons provoquant la transition de la molécule entre les états activé et désactivé ».

Les chercheurs décrivent le comportement des particules à l’aide d’un algorithme d’arbre de décision avec des instructions « if-then-else », qui sont utilisées dans le codage de nombreux programmes informatiques, en particulier les jeux numériques, par rapport à l’approche traditionnelle consistant à utiliser les bases de la physique basée sur les équations.

De nouvelles possibilités pour les appareils économes en énergie

Sur la base de leurs recherches, l’équipe a utilisé des dispositifs de mémoire moléculaire pour exécuter des programmes pour diverses tâches de calcul du monde réel. En guise de preuve de concept, l’équipe a montré que sa technologie peut effectuer des calculs complexes en une seule étape et peut être reprogrammée pour effectuer une autre tâche l’instant suivant. Un seul dispositif de mémoire moléculaire peut exécuter les mêmes fonctions de calcul que des milliers de transistors, faisant de la technologie une option de mémoire plus robuste et économe en énergie.

Le professeur Ariando a ajouté : « La technologie peut d’abord être utilisée dans les appareils mobiles, tels que les téléphones portables et les capteurs, et d’autres applications où la puissance est limitée.

L’équipe est en train de construire de nouveaux appareils électroniques incorporant leurs innovations et de travailler avec des collaborateurs pour effectuer des simulations et des tests de performances des technologies existantes.

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Les autres contributeurs au document de recherche incluent Abhijit Batra et Santi Prasad Rath de NUS, Rajip Pramanik de l’Association indienne pour la culture de la science, Martin Fultin de Hewlett Packard Enterprise, Damien Thompson de l’Université de Limerick, T. Oklahoma, R. Stanley Williams de l’Université A&M du Texas.

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La sonde européenne « Joyce » s’approche de la Terre et de la Lune en route vers Jupiter – Euractiv

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La sonde européenne « Joyce » s’approche de la Terre et de la Lune en route vers Jupiter – Euractiv

Un vaisseau spatial lancé l’année dernière devrait revenir en orbite autour de la Terre et de la Lune le mois prochain dans le cadre d’une première manœuvre à haut risque au monde alors qu’il traverse le système solaire jusqu’à Jupiter.

La sonde Juice de l’Agence spatiale européenne a été lancée en avril 2023 pour découvrir si les lunes glacées de Jupiter, Ganymède, Callisto et Europe, sont capables d’héberger une vie extraterrestre dans leurs vastes océans cachés.

Le vaisseau spatial sans pilote, qui pèse six tonnes, se trouve actuellement à 10 millions de kilomètres de la Terre.

Mais il reviendra sur la Lune puis sur la Terre les 19 et 20 août, où il utilisera leur poussée gravitationnelle pour fournir du carburant lors de son voyage sinueux de huit ans vers Jupiter.

Le personnel du Centre d’opérations spatiales de l’ESA à Darmstadt, en Allemagne, a commencé cette semaine à préparer cette manœuvre complexe.

Le jus devrait atteindre le système de Jupiter en juillet 2031.

Le voyage empruntera une route panoramique. Le lancement du vaisseau spatial Europa Clipper de la NASA est prévu pour octobre, mais il a battu Joyce d’un an pour atteindre les lunes de Jupiter.

Une route longue et sinueuse

Joyce choisit la route la plus longue, en partie parce que la fusée Ariane 5 utilisée pour lancer la mission n’était pas assez puissante pour lancer une fusée directement sur Jupiter, située à environ 800 millions de kilomètres.

Sans une fusée massive, envoyer Juice directement vers Jupiter nécessiterait 60 tonnes de carburant à bord – et Juice n’en a que trois tonnes, selon l’Agence spatiale européenne.

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« La seule solution est d’utiliser des aides gravitationnelles », a expliqué à l’AFP Arnaud Boutonnais, responsable des analyses de la mission à l’ESA.

En volant à proximité des planètes, les vaisseaux spatiaux peuvent profiter de leur gravité, ce qui peut modifier leur trajectoire, les accélérer ou les ralentir.

De nombreuses autres missions spatiales ont utilisé des planètes pour augmenter la gravité, mais le survol de la Terre et de la Lune le mois prochain sera une « première mondiale », a déclaré l’Agence spatiale européenne.

L’agence a déclaré qu’il s’agirait de la première « manœuvre d’assistance à double gravité » utilisant des poussées provenant de deux mondes successifs.

Juice parcourra 750 kilomètres au-dessus de la Lune le 19 août, avant de passer par notre planète natale le lendemain.

La sonde quittera la Terre à une vitesse de « 3,3 kilomètres par seconde – au lieu de trois kilomètres si on n’avait pas ajouté la Lune », a précisé Boutonnais.

La sonde Goss passant très rapidement à proximité de la Terre et de la Lune, elle en profitera pour prendre des photos et tester nombre de ses instruments.

Sur Terre, certains prendront des photos de la planète. Certains observateurs du ciel chanceux, équipés de télescopes ou de jumelles puissants, pourront peut-être repérer la planète lors de son passage au-dessus de l’Asie du Sud-Est.

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‘Plat à spaghetti’

Cette étape a été soigneusement calculée depuis de nombreuses années, mais ce ne sera pas une promenade de santé.

« Notre objectif est de créer un trou de souris », a confirmé Boutone.

La moindre erreur lors de son orbite autour de la Lune serait aggravée par la gravité terrestre, créant un faible risque que le vaisseau spatial puisse entrer et brûler dans l’atmosphère terrestre.

L’équipe sur Terre surveillera de près le vaisseau spatial et disposera de 12 à 18 heures pour calculer sa trajectoire et l’ajuster si nécessaire, a déclaré Boutonnet.

Il craignait avant tout un scénario dans lequel la quantité de corrections de cap nécessaires effacerait les gains réalisés grâce au double lance-pierre pour le monde, ce qui signifierait qu’ils « feraient tout cela pour rien ».

Si tout se passe bien, Juice se dirigera à nouveau vers l’espace interplanétaire – au moins pendant un petit moment.

Il se dirigera d’abord vers Vénus pour un nouvel élan en 2025.

La sonde s’approchera encore deux fois de la Terre : une fois en 2026, puis une dernière fois en 2029 avant de finalement s’élancer vers Jupiter.

Vient ensuite la partie la plus difficile.

Une fois que Juice aura atteint Jupiter, il utilisera jusqu’à 35 assistances gravitationnelles pour rebondir autour des lunes océaniques de la planète.

Durant cette étape, le trajet de la sonde ressemble à « une véritable assiette de spaghettis », a déclaré Bottonet.

Il a ajouté : « Ce que nous faisons au système Terre-Lune n’est qu’une plaisanterie comparé à lui. »

En savoir plus avec Euractiv

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La mission historique de l’astronaute Polaris Dawn de SpaceX a été reportée à la mi-août

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La mission historique de l’astronaute Polaris Dawn de SpaceX a été reportée à la mi-août

Nous devrons tous attendre encore un peu pour assister au tout premier vol spatial privé.

SpaceX vise désormais la mi-août pour lancer Polaris Dawn, une mission financée par l’homme d’affaires milliardaire Jared Isaacman. Le prochain vol, qui utilisera le vaisseau spatial Crew Dragon et la fusée Falcon 9 de SpaceX, devait décoller au plus tard le 31 juillet.

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Le T. rex était peut-être beaucoup plus lourd et plus long qu’on ne le pensait auparavant – étude

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Le T. rex était peut-être beaucoup plus lourd et plus long qu’on ne le pensait auparavant – étude

Les chercheurs suggèrent que le Tyrannosaurus rex était peut-être 70 % plus lourd qu’on ne le pensait auparavant et 25 % plus long.

Le plus grand T. rex jamais trouvé vivant pourrait être beaucoup plus grand que le plus grand spécimen actuellement connu, puisqu’il pèse environ 15 tonnes au lieu de 8,8 tonnes et mesure 15 mètres de long au lieu de 12 mètres, selon l’étude.

De nombreux dinosaures plus grands appartenant à divers groupes ont été identifiés à partir d’un seul bon spécimen fossile.

Il est donc impossible de savoir si cet animal est un grand ou un petit exemplaire de cette espèce.

Les chercheurs soulignent que déterminer quel dinosaure était le plus grand, sur la base d’une poignée de fossiles, n’a pas beaucoup de sens.

Dans la nouvelle étude, le Dr Jordan Malone du Musée canadien de la nature à Ottawa, au Canada, et le Dr David Hone de l’Université Queen Mary de Londres, ont utilisé la modélisation informatique pour évaluer un groupe de dinosaures T. rex.

Ils ont pris en compte des facteurs tels que la taille de la population, le taux de croissance, la durée de vie moyenne et le caractère incomplet des archives fossiles.

« Notre étude suggère que pour les grands animaux fossiles tels que le T. rex, nous n’avons aucune idée, d’après les archives fossiles, de la taille absolue qu’ils ont pu atteindre », a déclaré le Dr Malone.

« C’est amusant de penser à un T. rex de 15 tonnes, mais les implications sont également intéressantes d’un point de vue biomécanique ou écologique. »

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Le Dr Hohn a déclaré : « Il est important de souligner qu’il ne s’agit pas vraiment du T. rex, qui constitue la base de notre étude, mais que cette question s’applique à tous les dinosaures et à de nombreuses autres espèces fossiles.

« Se disputer sur « qu’est-ce qui est le plus gros ? » en se basant sur quelques squelettes n’a pas vraiment de sens. »

Le T. rex a été choisi pour le modèle car bon nombre de ses détails étaient déjà bien appréciés.

Le modèle est basé sur des modèles de crocodiles vivants, choisis en raison de leur grande taille et de leur relation étroite avec les dinosaures.

Les chercheurs ont découvert que les plus grands fossiles connus de T. rex se situent probablement dans le 99e centile, soit le 1 pour cent supérieur de la taille du corps.

Cependant, ils soulignent que pour trouver un animal parmi les 99,99 pour cent (un tyrannosaure sur dix mille), les scientifiques devraient fouiller des fossiles au rythme actuel pendant encore 1 000 ans.

Les estimations de taille sont basées sur un modèle, mais la découverte de géants d’espèces modernes suggère qu’il devait encore y avoir des dinosaures plus grands.

« Certains des os et morceaux isolés indiquent clairement des individus plus gros que les squelettes dont nous disposons actuellement », a déclaré le Dr Hoon.

Les résultats ont été publiés dans la revue Ecology and Evolution.

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