Искусственное синаптическое устройство, имитирующее работу нервных клеток (нейронов) и отвечающих в мозге за память синапсов, разработали корейские инженеры, которых возглавлял директор группы интеллектуальных устройств и систем института DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) Мён-Чжэ Ли (Myoung-Jae Lee).

Этот электрический синапс состоит из двух слоёв трансметаллических оксидов тантала — Ta₂O_5-x и TaO_2-x, сопротивление которых постепенно растёт или снижается в зависимости от силы электрических сигналов. Позволив току управлять только одним слоем Ta₂O_5-x такого бислойного мемристора, исследователи смогли преодолеть ограничения стабильности существующих аналогов таких устройств.

Помимо этого, команда провела успешный эксперимент по имитации пластичности синапса, в том числе долгосрочного усиления памяти и долгосрочного подавления её стирания путём регулировки силы синаптической связи между нейронами.

Метод энергонезависимого многоуровневого хранения данных, описанный авторами в журнале ACS Applied Materials and Interfaces, позволяет уменьшить размеры искусственного синапса, снижает сложность соединений схемы и более чем в 1000 раз улучшает эффективность расходования энергии по сравнению с памятью SRAM.

Благодаря способности эффективно производить параллельные арифметические операции высоконадёжное синаптическое устройство сможет найти применение в сверхэкономичных схемах обработки больших объёмов данных для задач глубокого обучения и нейроморфных (имитирующих человеческий мозг) приложений.