Beyin hücresine benzer yapay nöron geliştirildi

Massachusetts Amherst Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, insan beynindeki nöronların elektriksel faaliyetini taklit eden yeni bir yapay nöron tasarladı.Çalışma, elektrik üreten bakterilerden elde edilen protein nano tellerini temel alan önceki araştırmaların üzerine inşa edildi.Araştırmanın başyazarı ve yüksek lisans öğrencisi Shuai Fu, Nature Communications dergisinde yayımlanan makalede, “Beynimiz çok büyük miktarda veriyi işliyor ancak enerji tüketimi oldukça düşük.

Buna karşın, ChatGPT gibi büyük dil modellerinin çalışması için binlerce kat fazla elektrik gerekiyor” dedi.BİYOLOJİK SİSTEMLERDEN 100 KAT DAHA VERİMLİİnsan vücudu, tipik bir bilgisayar devresinden 100 kat daha fazla enerji verimliliğiyle çalışıyor.

Beyinde bulunan milyarlarca nöron, elektrik sinyallerini vücudun farklı bölgelerine iletiyor.

Örneğin, insan beyni bir hikâye yazma görevini yaklaşık 20 watt güçle gerçekleştirebilirken, aynı işlem büyük bir dil modeli için bir megawattan fazla enerji gerektirebiliyor.DÜŞÜK VOLTAJLA ÇALIŞAN YENİ NESİL NÖRONMühendisler, uzun süredir biyolojik sistemler kadar verimli çalışan yapay nöronlar tasarlamaya çalışıyordu.

Ancak elektrik voltajını biyolojik seviyelere düşürmek büyük bir engel oluşturuyordu.Araştırmanın kıdemli yazarı ve üniversitenin elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü Jun Yao, “Önceki yapay nöronlar bizimkinden 10 kat daha yüksek voltajla ve 100 kat daha fazla enerjiyle çalışıyordu.

Bu da canlı hücrelerle doğrudan bağlantı kurmalarını imkânsız hale getiriyordu,” dedi.

Yeni tasarlanan yapay nöronun sadece 0,1 volt ile çalıştığını belirten Yao, bunun “insan vücudundaki nöronlarla aynı seviyede” olduğunu vurguladı.BİYOTEKNOLOJİ VE BİLGİSAYARLARDA YENİ DÖNEMAraştırmacılara göre bu düşük voltajlı yapay nöron, biyolojik ilhamlı bilgisayar sistemlerinin yanı sıra insan dokularıyla doğrudan iletişim kurabilen cihazlar geliştirmek için de kullanılabilir.Yao, “Bugün birçok giyilebilir elektronik sensör var, ancak bunlar hem hantal hem de verimsiz.

Vücuttan gelen zayıf sinyalleri analiz edebilmek için önce güçlendirmek gerekiyor.

Bizim sistemimiz bu ara adımı ortadan kaldırabilir,” ifadelerini kullandı.GÜCÜNÜ ELEKTRİK ÜRETEN BAKTERİLERDEN ALIYORYeni yapay nöronun “gizli bileşeni”, Geobacter sulfurreducens adlı bakteriden üretilen protein nano telleri oldu.

Bu bakteri, doğrudan elektrik üretme yeteneğiyle biliniyor.Yao ve ekibi, bu bakterinin nano tellerini daha önce terle çalışan biyofilmler, hastalığı tespit edebilen elektronik burunlar ve havadan enerji üreten cihazlar gibi projelerde de kullanmıştı.Çalışma, ABD Kara Kuvvetleri Araştırma Ofisi, Ulusal Bilim Vakfı (NSF), Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) ve Alfred P.

Sloan Vakfı tarafından desteklendi.