به‌نام الکترونيک، به‌کام هوش مصنوعي

[Fahim 9,563]

انسان همواره در آرزوي ساخت روبات‌ها و ابزارهاي هوشمند و همچنين به‌كارگيري هوش مصنوعي در پردازش اطلاعات، اكتشافات فضايي و اموري از اين قبيل بوده است. اين تمايل در فيلم‌ها و داستان‌هاي تخيلي از ماشين‌هاي هوشمند و پرتوان نمود پيدا كرده است. براي مدت به نسبت طولاني، بسياري از دانشمندان تصور مي‌كردند، دستيابي به اين فناوري فوق‌العاده در سايه شبكه‌هاي عصبي امكان‌پذير مي‌شود، اما تمام آن‌ها در اشتباه بودند! كليد حل معماي هوش مصنوعي در عملكرد يكي از اجزاي اصلي مدارهاي الكترونيكي نهفته است كه تاكنون از ديد تمام محققان و دانشمندان پنهان مانده بود. عملكردي كه حتي موجودات تك‌سلولي بدون ياخته‌هاي عصبي نيز از آن بهره‌مند هستند؛ عملكردي كه در جريان ساخت يك سوييچ در مقياس نانو به طور تصادفي شناسايي شد و Memristor نام گرفت. اين مقاله داستان كشف و ساخت نمونه‌اي از Memristor را بيان مي‌كند.

آيا تاکنون اين احساس را داشته‌ايد که چيزي گمشده است؟ اگر چنين است، درست احساس کرده‌ايد! هنگامي كه ديميتري مندليف در سال 1869 چهار شكاف در جدول تناوبي خود يافت، دقيقاً همين احساس را داشت. اين خانه‌هاي خالي در حقيقت محل چهار عنصر ناشناخته اسكانديوم، گاليوم، تكنتيوم و ژرمانيوم بود. پل ديراك نيز هنگامي كه در سال 1929 براي توصيف الكترون، يك معادله مكانيك كوانتومي را فرموله مي‌كرد، همين احساس را داشت. او علاوه بر الكترون، جرم ديگري را شناسايي كرد كه شباهت زيادي به الكترون داشت، اما با آن متفاوت بود. تا سال 1932 ماهيت پوزيترون كه در واقع ضدماده الكترون محسوب مي‌شود، ناشناخته بود. اين جزء از ماده براي اولين بار در پرتوهاي كيهاني ديده شد. لئون چوا نيز در سال 1972 همين احساس را داشت. او يك مهندس الكترونيك جوان در دانشگاه بركلي كاليفرنيا بود كه به رياضي علاقه بسياري داشت. او مجذوب اين واقعيت شد كه الكترونيك داراي پيچيدگي‌هاي اساسي رياضياتي نيست. بنابراين، همچون تمام دانشمندان سخت‌كوش، براي ايجاد يك شاخه جديد در اين علم اقدام كرد. او جزء گم‌شده‌اي از علم الكترونيك را يافت كه بايد در كنار سه‌ عنصر مقاومت، خازن و القاگر، يكي از اجزاي استاندارد مدارهاي الكتريكي باشد. چوا اين كشف خود را ممريستور (Memristor) ناميد. مشكل اينجا بود كه از نظر چوا و سايرين اين جز‌ء از مدارهاي الكترونيكي وجود خارجي نداشت. در چند سال گذشته ممريستور از يك مفهوم مبهم به يكي از پرجنجالي‌ترين خصوصيات فيزيكي تبديل شده است و نه‌تنها نمونه‌هايي از آن ساخته شده، بلکه به‌احتمال موجب تحول صنعت الكترونيك نيز خواهد شد. اين مفهوم علاوه بر افزايش پيچيدگي علم الكترونيك مي‌تواند رموز طبيعت را درباره پيچيده‌ترين و توانمندترين سيستم پردازش، يعني مغز انسان افشا كند. شروع داستان ما براساس منطق مطلق شكل گرفت، اما در انتهاي كار پاداش بزرگي در انتظار ما است. در سال 1971 چوا چهار كميت اصلي معرف مدارهاي الكترونيكي را بررسي مي‌كرد. اولين آن‌ها، بار الكتريكي است. دومين مفهوم شامل تغييرات بار الكتريكي در طول زمان است كه با عنوان جريان شناخته مي‌شود. جريان‌هاي الكتريكي، موجب توليد ميدان‌هاي مغناطيسي مي‌شوند كه ما را به مفهوم سوم يعني شار مغناطيسي مي‌رساند. اين مفهوم در واقع شدت ميدان مغناطيسي را بيان مي‌كند. بالاخره مفهوم چهارم شامل تغييرات شار مغناطيسي با گذشت زمان است كه با عنوان ولتاژ شناخته مي‌شود. در علم رياضيات، چهار مفهوم مرتبط مي‌توانند به شش طريق مختلف با يكديگر پيوند داشته باشند. تعريف بار الكتريكي، جريان، شار مغناطيسي و ولتاژ اين مفاهيم را به دو طريق با يكديگر پيوند مي‌دهد. سه عنصر اصلي سازنده مدارهاي الكترونيكي نيز با سه شيوه ديگر از روش‌هاي پيوندمفاهيم مذكور تناظر دارند. مقاومت ابزاري است كه هنگام عبور جريان از آن، ولتاژ توليد مي‌شود. خازن در يك ولتاژ خاص، مي‌تواند مقدار مشخصي از بار الكتريكي را ذخيره كند. با عبور جريان از يك القاگر مي‌توان شار مغناطيسي ايجاد كرد.تا اينجا پنج روش برقراري پيوند بين مفاهيم موردبحث شناسايي شدند. آيا چيزي فراموش شده است؟ بله، همين‌طور است. ابزاري كه بار الكتريكي و شار مغناطيسي را به هم پيوند مي‌دهد، كجا است؟ به‌طور خلاصه بايد گفت، چنين ابزاري هرگز وجود نداشته است، در حالي كه براساس علم رياضي بايد وجود داشته باشد. چوا درباره عملكرد ابزار گم‌ شده شروع به تحقيق كرد. كاركرد اين ابزار به‌گونه‌اي است كه هيچ مجموعه‌اي از مقاومت‌ها، خازن‌ها و القاگرها قادر به انجام آن نيست. از آنجا كه جابه‌جايي بارها جريان الكتريكي را توليد مي‌كند و تغييرات شار مغناطيسي ولتاژ را پديد مي‌آورد، ابزار جديد تقريباً مثل مقاومت، بايد ولتاژ را با استفاده از جريان توليد كند. مطمئناً اين ابزار فرآيند توليد ولتاژ از جريان را به صورت پويا و پيچيده انجام مي‌دهد. در حقيقت، براساس محاسبات چوا، كاركرد اين ابزار شبيه به يك مقاومت است كه توانايي يادآوري جريان‌هاي عبوري قبلي را دارد (شكل 1). به اين ترتيب، ممريستور متولد شد، اما به‌سرعت به دست فراموشي سپرده شد. با وجود اين كه ممريستور در تئوري مورد قبول واقع شد، هيچ دستگاه يا ماده فيزيكي‌اي قابليت‌هاي تعريف شده را براي آن فراهم نمي‌كرد. اصول علم الكترونيك همواره ذهن چوا را مشغول كرده است، اما حتي او نيز از يافته خود انتظارات اندكي داشت. او مي‌گويد: «من هرگز تصور نمي‌كردم يكي از اين ابزارها را در دوران زندگي خود ببينم.» اما او توانايي استن ويليامز، يكي از كارمندان ارشد شركتHP را ناديده گرفته بود. در اوايل سال 2000 ويليامز و گروه او به دنبال ساخت نوعي سوييچ سريع و كم‌مصرف با استفاده از دو مقاومت كوچك از جنس‌دي‌اكسيد تيتانيوم بودند. اين مقاومت‌ها بايد روي يكديگر قرار مي‌گرفتند و جريان الكتريكي از درون يكي به‌گونه‌اي عبور مي‌كرد كه موجب فعال و غيرفعال شدن خاصيت مقاومت الكتريكي در ديگري مي‌شد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

شكل 1- در صورت قطع جريان، قطر لوله‌ها ثابت مي‌ماند تا جريان دوباره وصل شود. اين ابزار توانايي به‌خاطر سپردن جريان عبوري را دارد.

 

نوآوري در مقياس نانو

گروه ويليامز به اين نتيجه رسيد كه ساخت سوييچ موردنظر امكان‌پذير است، اما عملكرد مقاومت‌ها در سوييچ‌هاي مختلف به‌گونه‌اي است كه پيش‌بيني و انتخاب يك مدل قراردادي را غيرممكن مي‌كند. بالاخره ويليامز از انجام اين كار نااميد شد. ويليامز به مدت سه سال روي اين پروژه كار كرد تا اين‌كه يكي از دوستانش اطلاعاتي را درباره چوا و اقدامات او در اختيارش قرار داد. او مي‌گويد: «من ناگهان متوجه شدم، معادلاتي كه براي توصيف دستگاه موردنظر خود مي‌نويسم به معادلات چوا بسيار شبيه است. بعد از آن همه چيز درجاي مناسب قرار گرفت.» اتفاقي كه افتاد، اين بود: اتم‌هاي سازنده دي‌اكسيد تيتانيوم كه از يك اتم تيتانيوم و دو اتم كسيژن ساخته شده‌اند، در واقع نوعي نيمه‌رسانا هستند. با حرارت دادن اين ماده تعدادي از اتم‌هاي اكسيژن از تركيب آن خارج مي‌شوند و باقيمانده اتم‌ها داراي بار الكتريكي مي‌شوند.

"با وجود اين كه ممريستور در تئوري مورد قبول واقع شد، هيچ دستگاه يا ماده فيزيكي‌اي قابليت‌هاي تعريف‌شده را براي آن فراهم نمي‌كرد."

در نتيجه، تركيب موردبحث عملكردي مثل فلزات مي‌يابد. در سوييچ‌هاي ويليامز، مقاومت بالايي كاملاً خاصيت نيمه‌رسانايي داشت و مقاومت پاييني به دليل كمبود اكسيژن داراي خاصيت فلزي بود. با اتصال ولتاژ به دستگاه، اتم‌هاي باردار بخش فلزي به سمت لايه خارجي آن جابه‌جا شده و موجب كاهش مقاومت نيمه‌رسانا مي‌شوند و اين تركيب را به يك رساناي كامل تبديل مي‌كنند. با تغيير راستاي ولتاژ، تمام اين جريان به صورت معكوس اتفاق مي‌افتد. يعني اتم‌هاي باردار به سمت لايه‌هاي داخلي جابه‌جا شده و لايه خارجي به نيمه‌رسانايي با مقاومت بالا تبديل مي‌شود. مشكل در اين جا است كه با قطع ولتاژ، اين چرخه از حركت باز مي‌ايستد و مقاومت به همان ميزان باقي مي‌ماند. هنگامي كه ولتاژ دوباره وصل شود، سيستم وضعيت پيشين خود را «به‌ياد» مي‌آورد و با همان ميزان مقاومت وارد عمل مي‌شود. ويليامز به‌طور تصادفي يك ممريستور ساخت كه با توصيفات چوا از اين ابزار كاملاً منطبق بود. ويليامز توانست علت اين موضوع را که چرا تاكنون هيچ‌کس يك ممريستور را نديده بيان كند. از آنجا كه عملكرد اين ابزار به حركت‌هاي سطح اتمي بستگي دارد، تنها در تجهيزات ويليامز كه در مقياس نانو ساخته مي‌شدند، قابل مشاهده بود. او مي‌گويد: «اين ابزار در مقياس ميلي‌متري اصولاً قابل مشاهده نيست.» صرف‌نظر از اندازه اين ابزار، اهميت و كاربردهاي بالقوه آن به‌سرعت آشكار شد. از آنجا كه ممريستور در طول چندنانوثانيه‌اي كه داراي مقاومت ثابت است، تنها چند پيكوژول توان مصرف مي‌كند، مي‌توان اطلاعات مختلف را روي اين ماده درج كرد. ويليامز دراين‌باره مي‌گويد: «همه‌چيز در بهترين حالت ممكن است.» پس از درج اطلاعات حتي پس از قطع توان نيز اطلاعات در حافظه ابزار باقي مي‌ماند.

[Fahim 9,563]

قالب حافظه

ساخت ممريستور بيشتر به معجزه شبيه بود. مهندسان الكترونيك به مدت پنجاه سال شبكه‌هايي از ترانزيستورها را (كه در واقع مصالح اوليه ساخت تراشه‌هاي حافظه محسوب مي‌شوند) براي ذخيره‌ هر بيت از اطلاعات توليد كرده‌اند، بدون اين‌كه بدانند در حال شبيه‌سازي عملكرد ممريستور هستند. حال ويليامز با تكيه بر دانش چوا اعلام مي‌كند، چيزي كه اين مهندسان احتياج دارند يك سازه بسيار كوچك است.

 

اولين كاربرد بالقوه ممريستور ساخت يك جايگزين توانمند براي حافظه‌هاي فلش است. براي نمونه مي‌توان به نوعي از حافظه‌هاي فلش كه در برنامه‌ها كاربرد دارد و بايد داراي قابليت نوشتن صحيح اطلاعات و بازنويسي آن‌ها باشد، اشاره كرد. انواع ديگر حافظه فلش در دوربين‌ها و حافظه‌هاي USB كاربرد دارد. قابليت بازنويسي حافظه ممريستور نيز مثل حافظه فلش حدود ده هزار مرتبه است و پس از آن جابه‌جايي مداوم اتم‌ها موجب تخريب حافظه مي‌شود. اين خصوصيت امكان استفاده از ممريستور را به‌عنوان حافظه كامپيوتر از بين مي‌برد. اما ويليامز معتقد است، امكان بهبود پايداري حافظه‌ ممريستور وجود دارد. به اعتقاد وي اين ابزار بهترين گزينه براي ساخت حافظه‌هاي بسيار سريع با قابليت دسترسي تصادفي (RAM) و حتي درايوهاي هاردديسك محسوب مي‌شوند. اگر موضوع اين مقاله بررسي عادي پيشرفت‌هاي علم الكترونيك بود، در همين‌جا به پايان مي‌رسيد. ساخت مواد جديد براي حافظه‌ها به تنهايي موجب پيشرفت فناوري حافظه نمي‌شود. ما همواره بايد به پيشرفت‌هاي كاربردي الكترونيك و همچنين به بهبودهاي بنيادين و انگشت‌شمار فيزيك كه امكان استفاده عملي از مفاهيم الكترونيك را فراهم مي‌كنند، مبالات كنيم. اما ممريستور چه تفاوتي با ساير پيشرفت‌هاي الكترونيك دارد؟تشريح اين موضوع مستلزم تغيير اساسي چشم‌انداز به سمت دنياي ارگانيسم‌هايي موسوم به Physarum Polyce Phalum است. اين ارگانيسم‌هاي تك‌سلولي به نحو شگفت‌آوري هوشمند هستند. اين موجود مي‌تواند محيط اطراف را حس كرده و نسبت به آن عكس‌العمل نشان دهد. به‌علاوه، قادر است معماهاي ساده را حل كند.

"يك ارگانيسم تك‌سلولي بدون ياخته‌هاي عصبي، به‌گونه‌اي قادر است الگوي اتفاقات محيط اطراف را به‌ياد آورد."

به‌احتمال، جالب‌ترين قابليت اين ارگانيسم كه توسط تتسو سايسوگا و همكارانش در دانشگاه Hokkaido واقع در ساپورو ژاپن گزارش شد، توانايي پيش‌گويي رخدادهاي دوره‌اي است. ارگانيسم Physarum Polyce Phalum به‌واسطه ترشح ماده‌اي موسوم به sol جابه‌جا مي‌شود. قسمت داخلي اين ماده از جنس ژلاتين است. به همين دليل، امكان جابه‌جايي آن را در يك راستاي مشخص فراهم مي‌كند. اين ارگانيسم در دماي اتاق در هر ساعت تنها يك سانتي‌متر جابه‌جا مي‌شود، اما اگر اين موجود در معرض جريان هواي گرم و مرطوب قرار گيرد، با سرعت بيشتري جابه‌جا مي‌شود. به همين ترتيب، در جريان هواي سرد و خشك از سرعت حركت آن كاسته مي‌شود. محققان ژاپني، اين موجود را به مدت ده دقيقه در جريان هواي سرد قرار دادند و سپس آن را به جريان هواي گرم منتقل كردند و اين فرآيند را سه مرتبه تكرار كردند. در اين آزمايش با تغييرات دما، سرعت حركت ارگانيسم تغيير مي‌كرد.اما پس از مدتي نحوه‌آزمايش را تغييردادند. در مرتبه‌چهارم به‌جاي دميدن هواي سرد روي PolycePhalum، هيچ اقدامي انجام ندادند. عكس‌العمل ارگانيسم بسيار جالب بود؛ در مقابل وزش هواي سرد كه البته هرگز اتفاق نيفتاد، حركت آن كند شد.

 

اين رفتار ارزش كمي تفكر را دارد. اين موجود تك‌سلولي به‌گونه‌اي الگوي وقوع اتفاقات محيط را به‌خاطر سپرده بود و با پيش‌بيني اتفاقات بعدي، رفتار خود را تغيير داد. ما انسان‌ها براي انجام چنين رفتاري با مشكلات بسيار مواجه هستيم؛ چه رسد به اين موجود تك‌سلولي كه حتي يك ياخته عصبي هم ندارد. مقاله ژاپني‌ها در ذهن فيزيك‌داني از دانشگاه سن‌ديگو به نام مكس ديونترا جرقه‌اي را شعله‌ور ساخت. او يكي از معدودكساني بود كه كارهاي چوا را دنبال مي‌كرد و متوجه شد كه رفتار اين موجود تك‌سلولي مشابه ممريستور است. او و همكارانش براي اثبات اين ارتباط، براي ساخت يك مدار الكتريكي اقدام كردند كه مانند موجود تك‌سلولي قادر به فراگيري الگوي سيگنال‌ها و پيش‌بيني سيگنال‌هاي بعدي است. مدار شبيه‌ساز ثابت كرد، كسب توانايي پيش‌گويي رخدادهاي تكراري ساده است. براي شبيه سازي تغييرات دما و رطوبت محيط اطراف ارگانيسم تك‌سلولي، ولتاژهاي متغيري به مدار وصل شد؛ ولتاژ عبوري از مؤلفه ممريستور نيز به‌منزله سرعت حركت ارگانيسم بود. پس از آن‌كه ابزار ممريستور به‌طور صحيح درون مدار قرار گرفت، ولتاژ عبوري از آن براساس آهنگ تغييرات ولتاژ خارجي، تغيير مي‌كرد. پس از «آموزش» ابزار ممريستور با استفاده از سه پالس‌ متوالي ولتاژ با فواصل زماني ثابت، اين ابزار حتي در شرايطي كه آخرين پالس ولتاژ هرگز به آن وصل نشد، ولتاژ خروجي را تكرار كرد.

 

ديونترا معتقد است، گرانروي ماده sol و ساير ترشحات ژله مانند ارگانيسم تك‌سلولي براي شبيه‌سازي مكانيكي خاصيت Memristance به‌كار مي‌رود. با افزايش دماي محيط، ماده ژله‌اي نرم‌تر شده و از چسبندگي آن كاسته مي‌شود. در نتيجه، معبرهاي جديدي درون آن باز شده و امكان جاري شدن sol و حركت سريع‌تر ارگانيسم فراهم مي‌شود. كاهش دما اين چرخه را معكوس مي‌كند. اما نحوه بازيابي وضعيت اوليه به محل شكل‌گيري معبرها و حافظه داخلي سلول بستگي دارد. چوا نيز پيش‌بيني كرده‌بود، ممريستور درباره نحوه يادگيري مطالب توسط ارگانيسم‌هاي زنده، واقعيت‌هاي جالبي را افشا مي‌كند. او هنگام نگارش اولين مقاله خود درباره ممريستور مجذوب سيناپس‌ها شد. سيناپس‌ها فواصل موجود بين سلول‌هاي عصبي ارگانيسم‌هاي پيچيده هستند كه پالس‌هاي عصبي از طريق آن‌ها منتقل مي‌شود. به‌طور خاص، چوا متوجه واكنش پيچيده الكتريكي آن‌ها در برابر كاهش و افزايش يون‌هاي پتاسيم و سديم در غشاي هريك از سلول‌ها شد. اين واكنش به سيناپس‌ها امكان مي‌دهد كه براساس فركانس و شدت سيگنال، واكنش خود را تنظيم كنند. اين عملكرد به نحوه پاسخ‌گويي ممريستور در برابر تغييرات ولتاژ شباهت بسياري دارد. چوا مي‌گويد: «در آن زمان متوجه شدم، سيناپس‌ها در واقع ممريستور هستند. كانال يوني همان جزء گم‌شده مدارهاي الكتريكي است كه من در جست‌وجوي آن بودم و به‌طور پويا در طبيعت وجود دارد.»

شكل 2- نوعي موجود تك‌سلولي كه از پوست درخت بادام تغذيه مي‌كند. ممكن است اين ارگانيسم‌هاي زيرك، حلقه گمشده مدارهاي حافظه باشند.

 

تمام اين وقايع براي چوا يك مفهوم دارد. تلاش‌هاي انجام‌گرفته براي ساخت هوش مصنوعي به‌گونه‌اي كه قابليت شبيه‌سازي توان پردازشي يك مغز واقعي را داشته باشد، با موفقيت اندكي مواجه شده است. به‌احتمال علت اين ناكامي‌ها، عدم دسترسي يكي از عناصر مهم الكترونيك به نام ممريستور بوده است. اكنون كه اين عنصر مهم شناسايي شده و در اختيار بشر قرار گرفته، آيا دوره جديدي از هوش‌مصنوعي آغاز مي‌شود؟ آژانس تحقيقات دفاعي پيشرفته اعتقاد دارد قطعاً چنين اتفاقي رخ مي‌دهد. در ماه آوريل سال گذشته اين سازمان فناوري جديدي به نام SyNAPSE نام(سرنامSystems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) عرضه كرد. از اين فناوري به‌منظور ساخت «ماشين‌هاي الكترونيكي‌اي که سيستم عصبي مجازي با قابليت تغيير اندازه تا ابعاد ميكروبي را دارند» استفاده مي‌شود.

 

من ممريستور هستم

گروه ويليامز از شركت اچ‌پي تا حد زيادي در اين تحولات نقش دارد. اواخر سال گذشته، يكي از همكاران او به نام گرگ اسنايدر در مقاله‌اي نحوه ساخت يك تراشه مبتني بر ممريستور را به‌منظور آزمايش سيناپس‌هاي پيچيده‌تر تشريح كرد. او توضيح مي‌دهد، در هر سانتي‌متر مربع از قشر مغز انسان، 1010 سيناپس وجود دارد. اين در حالي است كه فشردگي قطعات تشكيل‌دهنده پردازنده‌هاي امروزي ده برابر كمتر از اين مقدار است. او مي‌گويد: «اين يكي از علت‌هاي مهمي است كه باعث‌شده تاکنون نتوانيم ماشين‌هاي هوشمند را در خيابان‌ها ببينيم.»

"عملكرد سيناپس‌ها به نحوه پاسخ‌گويي ممريستور در برابر تغييرات ولتاژ شباهت بسياري دارد."

رؤياي اسنايدر دستيابي به نوعي فناوري است كه آن را «محاسبات غشايي» مي‌نامد تا بتواند تمام قابليت‌هاي ممريستور را براي شبيه‌سازي تعامل سيستم عصبي مغز به‌كار گيرد. اين يك ايده كاملاً جديد است. ويليامز مي‌گويد: «مردم معمولاً اين نوع شبكه‌ها را با شبكه‌هاي عصبي اشتباه مي‌گيرند. هدف ما تغيير معماري هوش مصنوعي است.» اين درحالي است كه شبكه‌هاي عصبي نرم‌افزارهايي هستند كه روي سخت‌افزارهاي استاندارد پردازشي اجرا مي‌شوند.

 

هم‌اكنون اولين‌گام‌ها در اين راه برداشته شده‌است. ويليامز و اسنايدر به گيل‌کارپنتر و استفان‌گراسبرگ در دانشگاه بوستون پيوسته‌اند. شخصيت‌هاي اخير بنيانگذاران انتقال رفتارهاي عصبي به سيستم‌هاي الكترونيكي هستند. آنان اين اقدام را به‌منظور ساخت تراشه‌هاي ترکيبي شامل ترانزيستور و ممريستور در راستاي شبيه‌سازي پردازش‌هاي مربوط به نيروي تفكر انسان، انجام داده‌اند. ديونترا و همكار او يوري پرشين از اين هم پيش‌تر رفته‌اند و سيناپسي را با خاصيت Memristive توليد كرده‌اند كه عملكردي مشابه سيناپس‌هاي واقعي دارد. با اين اوصاف، مي‌توان تصور کرد که ساخت مغز الكترونيكي به زمان نياز دارد. ويليامز مي‌گويد: «ما براي ساخت اين تراشه با مشكلات زيادي روبه‌رو هستيم.» بخشي از مشكلات از اين واقعيت ناشي مي‌شود كه اين تراشه بيش از حد هوشمند است و خروجي آن به‌جاي يك پالس ديجيتالي استاندارد، نوعي پالس آنالوگ است كه موجب سردرگمي نرم‌افزارهاي استاندارد آزمايش تراشه‌ها مي‌شود. به همين دليل، ويليامز و همكارانش به‌ناچار يك نرم‌افزار سفارشي براي آزمايش اين تراشه ساخته‌اند. او مي‌گويد: «انجام تمام اين اقدامات مستلزم صرف زمان است.»

 

در همين اثنا، چوا نيز بيكار نمانده و تئوري خود را درباره اجزاي اصلي مدارهاي الكترونيكي توسعه مي‌دهد. او با پرسش‌هاي جديدي روبه‌رو است؛ اگر خصوصيات ممريستور با قابليت‌هاي خازن‌ها و القاگرها تركيب شده و اجزاي جديدي موسوم به Memcapacitor و Meminductor ساخته شود، چه اتفاقي روي مي‌دهد؟ اگر پس از ساخت اين تجهيزات دوباره قابليت‌هاي آن‌ها را با يكديگر تركيب كنيم به چه نتايجي مي‌رسيم؟

 

چوا مي‌گويد: «به‌احتمال Memcapacitor كاربردهاي بيشتري از ممريستور خواهد داشت. زيرا اين ابزارها هيجچ مقاومتي ندارند.» حداقل در تئوري، يك Memcapacitor مي‌تواند اطلاعات را بدون صرف انرژي ذخيره كند. اين ابزارها بسيار كارآمد خواهند بود. ويليامز نيز با اين عقيده موافق است. در حقيقت، گروه او در ابتداي سال جاري كار خود را درباره اين موضوع آغاز كرده و هم‌اكنون در حال ساخت اولين نمونه از Memcapacitor است. او مي‌گويد: «ما هنوز خصوصيات آن را تعيين نكرده‌ايم.» به اعتقاد او با وجود ازهم گسستگي اساسي در امور، تصميم‌گيري درباره اقدامات بعدي بسيار مشكل است. ممكن است يك ممريستور بتواند در اتخاذ اين تصميم ياري‌رسان باشد.

 

 

 

منبع : ماهنامه شبکه