Connect with us

science

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

Published

on

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.

READ  Les nouvelles découvertes expliquent un casse-tête de longue date de la cellule

« 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.

READ  SpaceX Starship Ship 20 effectue des tests de moteur

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.

READ  Les planètes naines situées à la limite glaciale de notre système solaire pourraient cacher des océans chauds : ScienceAlert

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.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

L'atterrisseur lunaire japonais dort après avoir survécu à la nuit lunaire – journal

Published

on

L'atterrisseur lunaire japonais dort après avoir survécu à la nuit lunaire – journal

TOKYO : L'atterrisseur japonais est revenu en mode veille après avoir étonnamment survécu à une nuit lunaire glaciale de deux semaines, a annoncé l'agence spatiale japonaise, avec une autre tentative pratique prévue pour la fin du mois.

L'atterrisseur intelligent d'exploration lunaire (SLIM) sans pilote a atterri en janvier sous un angle bancal qui a laissé ses panneaux solaires pointés dans la mauvaise direction.

Au fur et à mesure que l'angle du soleil changeait, il reprenait vie pendant deux jours et effectuait des observations scientifiques du cratère avec une caméra performante. Cette semaine, la sonde SLIM, qui « n'a pas été conçue pour les dures nuits lunaires », lorsque les températures descendent jusqu'à moins 133 degrés, a encore créé la surprise en se réveillant deux semaines plus tard.

« SLIM s'est rendormi au coucher du soleil juste après 3 heures du matin (heure japonaise) le 1er », a déclaré vendredi l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) sur X, anciennement connue sous le nom de Twitter, à côté d'une photo de la surface rocheuse de la lune capturée par le vaisseau spatial. Mars ». L'enquête.

« Bien que la probabilité d'échec augmente en raison des cycles de chaleur extrêmes, nous essaierons de faire fonctionner SLIM à nouveau lorsque la lumière du soleil reviendra fin mars », a déclaré l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale.

Cette annonce intervient après que l'atterrisseur américain sans pilote Odysseus soit devenu le premier vaisseau spatial privé à se rendre sur la Lune. L'atterrisseur a transmis sa dernière image jeudi avant que ses réserves d'énergie ne soient épuisées.

Le rover SLIM, surnommé « Moon Sniper » en raison de sa technique d'atterrissage précise, a atterri à l'intérieur de la zone d'atterrissage cible le 20 janvier.

READ  Les planètes d’un système stellaire rare dansent en parfaite harmonie mathématique

Publié dans Al-Fajr, le 3 mars 2024

Continue Reading

science

Podcast de cette semaine dans l'espace : Épisode 100 – À bord de Virgin Galactic dans l'espace

Published

on

Podcast de cette semaine dans l'espace : Épisode 100 – À bord de Virgin Galactic dans l'espace

sur Épisode 100 de Cette semaine dans l'espaceTarek Woroud accueille à nouveau le Dr Alan Stern du Southwest Research Institute pour partager son expérience de vol à bord d'un avion spatial privé.

Alan, planétologue et chercheur principal de la mission New Horizons de la NASA vers Pluton et au-delà, effectuera un vol spatial suborbital en novembre 2023 à bord de l'avion spatial VSS Unity de Virgin Galactic. Il explique à quoi ressemble cette expérience, ce qu'elle promet pour la future science spatiale, et bien plus encore.

Continue Reading

science

Un accident spatial signifie que les tardigrades pourraient avoir pollué la Lune : ScienceAlert

Published

on

Un accident spatial signifie que les tardigrades pourraient avoir pollué la Lune : ScienceAlert

Il y a un peu plus de cinq ans, le 22 février 2019, une sonde spatiale sans pilote était placée en orbite autour de la Lune.

Le nom de la chose Beresheet Il a été construit par SpaceIL et Israel Aerospace IndustriesIl était censé être le premier vaisseau spatial privé à effectuer un atterrissage en douceur. Parmi la cargaison de la sonde se trouvaient des tardigrades, célèbres pour leur capacité à survivre même dans les climats les plus rigoureux.

la mission Il a eu un problème depuis le débutAvec l'échec des caméras de « suivi stellaire » chargées de déterminer la direction de l'engin spatial et ainsi contrôler correctement ses moteurs. Les contraintes budgétaires ont dicté une conception raccourcie et, même si le centre de commandement a pu surmonter certains problèmes, les choses sont devenues plus difficiles le 11 avril, jour du débarquement.

En route vers la Lune, le vaisseau spatial voyageait à grande vitesse et a dû ralentir pour effectuer un atterrissage en douceur. Malheureusement, lors de la manœuvre de freinage, le gyroscope est tombé en panne, bloquant le moteur principal.

A 150 m d'altitude, Beresheet Il roulait toujours à 500 km/h, trop rapide pour être arrêté à temps. La collision a été violente puisque la sonde s'est brisée et ses restes ont été dispersés sur une distance d'une centaine de mètres. Nous le savons car le site a été photographié par le satellite LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA le 22 avril.

Des animaux capables de (presque) tout gérer

Alors qu'est-il arrivé à tardigrades Qui voyageait à bord de la sonde ? Compte tenu de leur remarquable capacité à survivre à des situations qui tueraient presque n’importe quel autre animal, est-il possible qu’ils aient pollué la Lune ? Pire encore, peuvent-ils le reproduire et le coloniser ?

Les tardigrades sont des animaux microscopiques mesurant moins d'un millimètre de long. Ils possèdent tous des cellules nerveuses, une bouche s'ouvrant au bout d'une trompe rétractable, un intestin contenant des organismes microscopiques et quatre paires de pattes non articulées terminées par des griffes, dont la plupart sont dotées d'yeux. Malgré leur petite taille, ils partagent un ancêtre commun avec les arthropodes comme les insectes et les araignées.

READ  SpaceX Starship Ship 20 effectue des tests de moteur

La plupart des tardigrades vivent dans des milieux aquatiques, mais on peut les trouver dans n'importe quel environnement, même dans les zones urbaines. Emmanuel Delagotchercheur au Centre national de la recherche scientifique, les récolte dans les mousses et les lichens du Jardin des Plantes à Paris.

Pour être actifs, se nourrir de microalgues comme la chlorelle, et se déplacer, croître et se reproduire, les tardigrades ont besoin d'être entourés d'une couche d'eau. Ils se reproduisent de manière sexuée ou asexuée par parthénogenèse (à partir d'un œuf non fécondé) ou même par hermaphrodisme, lorsqu'un individu (ayant à la fois des gamètes mâles et femelles) s'autoféconde.

Une fois l'œuf éclos, la vie active du tardigrade dure de 3 à 30 mois. Un total de 1265 espèces ont été décritesdont deux fossiles.

Les tardigrades sont réputés pour leur résistance à des conditions qui n’existent ni sur Terre ni sur la Lune. Ils peuvent arrêter le métabolisme en perdant jusqu’à 95 % de l’eau corporelle. Certaines espèces fabriquent du sucre, le tréhalose, qui Agit comme un antigelD’autres synthétisent des protéines censées intégrer les composants cellulaires dans un réseau de « verre » amorphe qui assure la résistance et la protection de chaque cellule.

Lors de la déshydratation, le corps d'un tardigrade peut réduire de moitié sa taille normale. Les pattes disparaissent et seules les griffes restent visibles. Cet état, connu sous le nom Cryptobiosese poursuit jusqu'à ce que les conditions de vie active redeviennent favorables.

Selon le type de tardigrade, les individus ont besoin de plus ou moins de temps pour se déshydrater et tous les spécimens d'une même espèce ne sont pas capables de reprendre une vie active. Les adultes déshydratés survivent quelques minutes à des températures aussi basses que -272°C ou jusqu'à 150°C, et à long terme à des doses gamma élevées de 1 000 ou 4 400 Gy.

READ  Le pulsar record étonne les astronomes

En comparaison, une dose de 10 Gy est mortelle pour l’homme, et 40 à 50 000 Gy stérilisent tous types de matériaux. Cependant, quelle que soit la dose, les radiations tuent les œufs tardigrades. De plus, la protection conférée par la cryptobiose n’est pas toujours claire, comme dans le cas de Melnésium tardigradeumLes radiations affectent de la même manière les animaux actifs et déshydratés.

Les types Melnésium tardigradeum Dans son état actif. (n'importe lequel. Shukrai, Yu. Warnken, A. Hotz-Wagenblatt, MA Groehme, S. Henger et coll. (2012)., CC par)

La vie lunaire ?

Alors, qu’est-il arrivé aux tardigrades après leur collision avec la lune ? Certains d’entre eux sont-ils encore viables, enterrés sous la lune ? Le richeDes poussières allant de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres de profondeur ?

Tout d’abord, ils doivent avoir survécu à l’impact. Tests de laboratoire Il a été démontré que des échantillons congelés de… Hypsibius Dujardini Les espèces se déplaçant à 3 000 km/h dans le vide ont subi des dommages mortels lorsqu'elles ont heurté le sable. Cependant, ils ont survécu à des impacts de 2 600 kilomètres par heure ou moins, et leurs « atterrissages durs » sur la Lune, qu’ils soient indésirables ou non, ont été beaucoup plus lents.

La surface de la Lune n’est pas protégée des particules solaires et des rayons cosmiques, notamment gamma, mais là aussi, les tardigrades seraient capables de résister.

En fait, Robert Wimmer-Schoengruber, professeur à l'Université de Kiel en Allemagne, et son équipe ont montré que… Les doses de rayons gamma frappant la surface de la Lune étaient constantes mais faibles Par rapport aux doses ci-dessus, 10 ans d’exposition aux rayons gamma lunaires équivalent à une dose totale d’environ 1 Gy.

READ  Les planètes naines situées à la limite glaciale de notre système solaire pourraient cacher des océans chauds : ScienceAlert

Mais se pose ensuite la question de la « vie » sur la Lune. L'ours d'eau devra supporter des pénuries d'eau ainsi que des températures allant de -170 à -190°C la nuit lunaire et de 100 à 120°C le jour.

Le jour ou la nuit lunaire dure longtemps, un peu moins de 15 jours terrestres. La sonde elle-même n’a pas été conçue pour résister à des conditions aussi extrêmes, et même si elle ne s’était pas écrasée, elle aurait cessé toute activité après seulement quelques jours sur Terre.

Malheureusement pour les tardigrades, ils ne peuvent pas surmonter le manque d’eau liquide, d’oxygène et de microalgues – et ne pourront jamais se réactiver, encore moins se reproduire. Leur colonisation de la Lune est donc impossible.

Cependant, des échantillons inactifs existent sur le sol lunaire, et leur présence soulève des questions éthiques, telles que : Matthieu Soie» souligne un écologiste de l'université d'Edimbourg. De plus, alors que l’exploration spatiale prend son essor dans toutes les directions, polluer d’autres planètes pourrait nous faire manquer la découverte de la vie extraterrestre.

L'auteur remercie Emmanuel Delagot et Cédric Houbas du Musée de Paris, ainsi que Robert Wimmer-Schoengruber de l'Université de Kiel, pour leur lecture critique du texte et leurs conseils.Conversation

Laurent Palkadirecteur de conférences, Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN)

Cet article a été republié à partir de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le Article original.

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023