حول النشاط المحلي وحدود الفوضى في ميمريستور من NaMLab

النشاط المحلي هو قدرة النظام على تضخيم التغيرات الطفيفة في الطاقة. قد لا تظهر الظواهر المعقدة، بما في ذلك توليد إمكانيات العمل في أغشية المحاور العصبية، في نظام مفتوح ما لم تعمل بعض العناصر المكونة له في نظام نشط محليًا. ونتيجة لذلك، فإن الاكتشاف الأخير لأجهزة ذاكرة جهد الحالة الصلبة القابلة للتطاير، التي قد تدخل نطاق النشاط المحلي عند تحييدها عبر مصادر التيار المباشر المناسبة، والأهم من ذلك، النطاق الفرعي المستقر ولكنه قابل للإثارة المرتبط، والذي يُشار إليه بحد الفوضى، وهو المكان الذي تُزرع فيه بذور التعقيد فعليًا، يعتبر جذابًا جدًا لمجتمع الهندسة العصبية. يطبق هذا البحث الأسس من نظرية النشاط المحلي على نموذج دقيق لذاكرة تبديل المقاومة المتطايرة من أكسيد النيوبيوم لاشتقاق الشروط اللازمة لتحييد الجهاز في نظام النشاط المحلي. يسمح ذلك بتقسيم فضاء تصميم المعلمات بالكامل إلى ثلاثة مجالات، حيث يكون المفتاح الحدي غير نشط محليًا (LP)، نشط محليًا ولكنه غير مستقر، وكلاهما نشط محليًا ومستقر، على التوالي. الجزء الأخير من المقال مخصص للإشارة إلى مدى اختلاف استجابة الميمريستور المتطاير للإثارات شبه الثابتة عن ديناميكياته تحت ضغط التيار المباشر. من خلال تقديم قياسات تجريبية، والتي تتحقق من التنبؤات النظرية، يوضح هذا العمل بوضوح مدى قيمة نظرية الأنظمة غير الخطية للحصول على صورة شاملة لديناميكيات الأجهزة ذات الطبيعة غير الخطية العالية، وهو شرط أساسي لتبني نهج واعٍ ومنظم لتصميم الإلكترونيات العصبية المتينة. نظرًا لأن القنوات الأيونية للبوتاسيوم والصوديوم في أغشية المحاور البيولوجية هي ميمريستورات نشطة محليًا، فإن تحقيق الشبكات العصبية الاصطناعية الجديدة، القادرة على إعادة إنتاج وظائف الدماغ البشري بشكل أقرب من معماريات الأجهزة CMOS الحديثة، يجب ألا يستبعد اعتماد ذكريات تغيير المقاومة، التي، تحت توفير الطاقة المناسب، قادرة على تضخيم الإشارة الصغيرة، مثل جهاز أكسيد النيوبيوم المصغر من NaMLab، الذي تم اختياره كموضوع للدراسة النظرية والتجريبية في هذا العمل.