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pte20120119012 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

Memristoren: Computerbauteile imitieren Synapsen

Künstliche Nerven reagieren wie die echten - IBM "baut" Rattengehirn


Forscher Andy Thomas im Gespräch mit pressetext (Foto: Universität Bielefeld)
Forscher Andy Thomas im Gespräch mit pressetext (Foto: Universität Bielefeld)

Bielefeld (pte012/19.01.2012/10:10) - Physiker der Universität Bielefeld http://www.physik.uni-bielefeld.de haben gezeigt, dass Memristoren Eigenschaften von natürlichen Nerven imitieren können. Memristoren sind eine neue Sorte von mikroskopisch kleinen Elektronikbauteilen. Mit ihrer Untersuchung bestätigen die Forscher die theoretische Annahme, dass Memristoren zum Bau künstlicher Gehirne und Nervensysteme genutzt werden können.

Gehirn effizienter als Computer

"Wenn man sich einen Computer vorstellt, der wie ein menschliches Gehirn funktioniert, ist das Lernkonzept anders als bei herkömmlichen Computern", sagt der Bielefelder Experimentalphysiker und Privatdozent Andy Thomas gegenüber pressetext. Am Ende hätte man ein lernendes System, unterstreicht der Wissenschaftler.

Noch sind selbst Superrechner nicht so effizient wie das menschliche Gehirn. Weltweit versuchen Forscher jedoch, Nervenzellen künstlich so nachzubauen, dass sie wie ein Gehirn arbeiten. Memristoren wurden erst 2008 entdeckt. "Danach wurde überlegt, was man mit dem Bauteil machen kann. Wir haben ausprobiert, ob man die kleinste Einheit von einem neuronalen Netz aufbauen kann", erklärt Thomas.

Erster Schritt zu neuralem Netz

Forscher von IBM haben es in einem ähnlichen Projekt geschafft, ein Rattengehirn "nachzubauen". "Das ist ein Supercomputer, der eine ganze Halle füllt", berichtet Thomas. Memristoren gelten nun als die neuen Hoffnungsträger. Das Bauteil besteht aus Drähten in Nanogröße. Diese Nanodrähte leiten Strom unterschiedlich stark.

Wie gut sie leiten beziehungsweise wie stark ihr Widerstand ist, das hängt unter anderem davon ab, wie stark der Strom war, der in der Vergangenheit durch sie geflossen ist und wie lange dieser auf sie einwirken konnte. Das ist die Besonderheit eines Memristors: Er lernt und merkt sich seine "Geschichte" - und das auch dann, wenn der Strom abgeklemmt ist.

Auch Synapsenverbindungen zwischen Nervenzellen werden stärker, je öfter sie beansprucht werden. Die Forscher wollen die Ähnlichkeit zwischen Synapsen und Memristoren zum Beispiel nutzen, um Computer zu konstruieren, die ähnlich schnell und stromsparend wie das menschliche Gehirn arbeiten.

(Ende)
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