Avtor: Janez Škrlec, inženir mehatronike
Memristor je četrti element v elektrotehniki in je bil relativno pozno odkrit. Prvotni koncept memristorja, kot ga je leta 1971 zasnoval profesor Leon Chua na kalifornijski univerzi v Berkeleyju, je bila nelinearna, pasivna električna komponenta z dvema priključkoma.
Memristor je sicer zloženka angleških besed »memory« in »resistor«. Danes ga najpogosteje naslavljamo kot upor s spominom. Ko tok teče skozi element v eni smeri, električni upor narašča in ko teče v nasprotni smeri pa pojenja. Če izključimo električno napetost na njem, ohrani zadnjo vrednost upora. Prvotno je bil razvoj memristorja usmerjen predvsem v smeri razvoja novih spominskih enot. Danes postaja tako pomemben, da ga razvijajo za povsem nove namene, kot je razvoj umetnih sinaps, umetnih nevronov, nevronskih vezji in drugo. Memristorji, gledano zgodovinsko nazaj, veljajo za podkategorijo uporovnega pomnilnika RAM. Znanstveniki v HP Labs so prvi delujoči memristor izdelali že leta 2008. Če bi lahko hierarhijo shranjevanja izravnali z zamenjavo DRAM-a in trdih diskov z memristorji, bi bilo teoretično mogoče ustvariti izjemne analogne računalnike, ki bi lahko izvajali računske funkcije kar na istih čipih, kjer se shranjujejo podatki. Seveda pa danes poznamo veliko različnih memristorjev, v osnovi pa jih delimo na anorganske, organske in hibridne in seveda tudi po namenu, oz. aplikativnosti.
Bionske taktilne naprave na osnovi memristorjev
V hitrem razvoju bionike so memristorji pomembni gradniki bioinspiriranih taktilnih naprav, ki lahko učinkovito posnemajo in reproducirajo funkcije človeškega taktilnega sistema. Integracije memristorjev z drugimi sistemi zaznavanja in krmiljenja, ponujajo celovito možnost razvoja na področju bioničnih taktilnih naprav, tudi bioničnega vida, sluha, nevrostimulacij in nevromodulacij za odklanjanje nevroloških težav.
Strokovnjake navdušujejo izjemne lastnosti memristorjev z visoko fleksibilnostjo, nizko porabo energije in široko prilagodljivostjo. Napredek vključuje umetne receptorje, umetne sinapse, prožno elektronsko kožo (e-kožo) s kategorijo bioloških senzorjev, opremljenih z zmožnostmi zaznavanja, obdelave in odzivanja na različne dražljaje, ki naj bi katalizirali revolucionarne spremembe v interakciji med človekom, računalnikom ter robotom. Bionične taktilne naprave na osnovi memristorjev v smislu izbire materiala, strukturne zasnove in obdelave senzorskih signalov so že danes celovito usmerjene za razvoj umetne inteligence naslednje generacije. S hitrim razvojem fiziologije, umetne inteligence, amorfnega računalništva in drugih sorodnih področij, se postavljajo višje zahteve glede računalniške moči in energetske učinkovitosti na čipu. Na mikroskopski ravni imajo memristorji dobro linearnost, vzdržljivost in prilagodljivost. Bionične naprave za zaznavanje fizioloških signalov se bodo postopoma uporabljale v aplikacijah od konca do konca, tako da bodo memristorji lahko izkoristili svoje prednosti nizke porabe energije in visoke energetske učinkovitosti. Na makroskopski ravni, s pomembnimi prednostmi v memristorskih sistemih se pričakuje, da bodo nevronske mreže, ki temeljijo na memristorjih, nova računalniška arhitektura v dobi računalništva, ki ga navdihujejo možgani in umetna inteligenca. Organski in optoelektronski, ter fotonski memristorji simulirajo celične nevrone in sinaptične lastnosti za izgradnjo novih računalniških sistemov s kompleksnimi zmogljivostmi za obdelavo informacij. Niz memristorjev lahko obetavno ublaži ozka grla pri premikih podatkov med shranjevanjem in računskim procesom, še zlasti pa se veliko prednosti pričakuje tudi na področju razvoja možganskih vmesnikov in nevrostimulatorjev, ter nevromodulatorjev.
https://svet-el.si
