Учёными Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского в сотрудничестве с коллегами из России, Италии, Китая и США предложена уникальная концепция чипа для использования в компактных биосенсорах и нейропротезах, которые восстанавливают различные функции мозга, утраченные в результате травмы или болезни.
По словам заведующего лабораторией научно-исследовательского физико-технического института Нижегородского госуниверситета им. Н. И. Лобачевского (ННГУ) Алексея Михайлова, взаимодействие разных подсистем организуется на одном кристалл (чипе) и управляется встроенными аналого-цифровыми схемами.
– Реализация такой биосовместимой микроэлектронной системы наряду с развитием клеточных технологий обеспечит прорыв в области нейропротезирования. Причём миниатюрный датчик биоэлектрической активности будет играть роль активного нейроинтерфейса для интеллектуального управления нейрональными структурами, – подчеркнул Алексей Михайлов.
Мемристоры, созданные учёными из России и Италии, обладают уникальным свойством нелинейной резистивной памяти и являются перспективными элементами аналоговых систем обработки информации.
Предложенная система состоит из нескольких функциональных слоев, интегрированных на одном чипе.
Как говорит Алексей Михайлов, концепция раскрывает идею создания системы «мозг на чипе», относящейся к более общему классу мемристивных нейрогибридных систем для робототехники нового поколения, искусственного интеллекта и персонализированной медицины.
Ключевое направление развития таких систем связано с разработкой и серийным выпуском специализированного аппаратного обеспечения на базе архитектуры и принципов функционирования биологических нейронных сетей для поддержки развития и массового внедрения технологий искусственного интеллекта, машинного обучения, нейропротезирования и нейроинтерфейсов.
В дорожной карте прописаны и перспективные продуктовые ниши, в которых будут использоваться разрабатываемые системы – это вычислительные устройства, нейроинтерфейсы, нейроимпланты, нейропротезы и т. д.
– Именно уникальные свойства мемристивных устройств определяют их решающее значение в разработке прикладных нейроморфных и нейрогибридных систем для нейровычислительных устройств, интерфейсов «мозг-компьютер» и нейропротезирования. Эти сферы займут значительную часть мирового рынка высоких технологий объёмом в триллионы долларов к 2030 году с учётом скорости развития и внедрения технологий искусственного интеллекта, интернета вещей, технологий больших данных, умного города, робототехники, а в ближайшем будущем – также нейропротезирования и инструментальной поддержки усиления когнитивных способностей человека, – говорит в заключение Алексей Михайлов.