系统:1月23日

人工突触brain-on-a-chip便携式智能设备
在神经形态计算的新兴领域,研究人员正试图设计电脑芯片,就像人类的大脑,而不是基于二进制进行计算,开/关信号像数字芯片做的今天,brain-on-a-chip的元素将工作在一个模拟的方式,交换一个梯度的信号就像神经元激活以不同的方式取决于离子的类型和数量流跨突触。这样,小神经形态芯片可能——就像大脑,有效地处理数百万流的并行计算,目前只可能与大型银行的超级计算机。

方法上的一个重大挑战这样的便携式人工智能神经突触,尤其难以复制的硬件。

然而,工程师麻省理工学院报道他们设计了一个人工突触以这样一种方式,他们可以精确地控制电流流过它的力量,类似于离子神经元之间的流动。

团队建立了一个小,硅锗基芯片用人工神经突触。在模拟中,研究者说,芯片及其突触可以用来识别的样本笔迹准确率达到了95%。

他们断言这是一个重大的一步构建便携式、低功耗神经形态芯片用于模式识别和其他学习任务。

Jeehwan金正日领导的这项研究是1947届职业发展助理教授机械工程和材料科学与工程部门和首席研究员在麻省理工学院的电子研究实验室和微系统技术实验室。他的合作者是Shinhyun崔(第一作者),Scott Tan (co-first作者),李Zefan Yunjo Kim Chanyeol崔和麻省理工学院的Hanwool研以及Pai-Yu陈和Shimeng于亚利桑那州立大学的。

左起:麻省理工学院的研究人员斯科特·h·谭Jeehwan金正日,Shinhyun崔
来源:麻省理工学院

研究人员制造神经形态芯片组成的人工制成的突触硅锗,每个突触测量约25纳米。他们应用电压每个突触和发现所有突触展出或多或少相同的电流、离子或流,约4%的变异之间的突触——一个更加统一的性能与无定形材料制成的突触。

他们还测试了一个突触在多个试验,应用相同的电压超过700周期,并发现突触表现出相同的电流,只有1%变化的周期循环。

最后测试,团队探索设备如何执行实际如果执行学习任务——具体来说,识别笔迹样本,研究人员首先考虑是一个实用的神经形态芯片的测试。这种芯片将包括“隐藏输入/输出神经元,每个连接到其他“神经元”通过filament-based人工神经突触。他们跑的一个计算机模拟人工神经网络组成的三张神经层通过两层人工神经突触连接,它们的属性根据实际神经形态测量芯片。他们送入模拟成千上万的手写识别的样本数据集常用的神经形态设计师,和发现他们的神经网络硬件识别手写样本95%的时间,相比现有的软件算法的97%的准确率。

团队现在在制作的过程中工作的神经形态芯片,可以进行手写识别的任务,但实际上不是在模拟。以外的笔迹,团队说这人工突触设计应该使小得多,便携式神经网络设备能够进行复杂的计算,目前只可能与大型超级计算机。最终,他们希望创建一个芯片一样大一个指甲来取代一个巨大的超级计算机。

优化车辆制造
以强烈的优化压力层汽车制造商的工厂,方差一直在稳步上升,而成本必须得到控制。弗劳恩霍夫研究人员现在使用射频识别技术引入更多的透明度机动车制造商的供应链和制造业务,以减少时间和劳动,因此,提高成本效益。

汽车制造多种选择:从表面上看,许多地区工人相差无几。资料来源:弗劳恩霍夫敌我识别,安德烈亚斯发现

多种选择的新汽车不断增长,这对汽车制造商定制带来重大挑战。表面上,很多地方几乎是无法区分工人——德国汽车安全带看起来非常像一个非欧盟汽车。这就是为什么安全相关部分给出了条形码,需要手动扫描。在数字化过程中,射频识别是把员工从这个例程的任务,而自动检验同时给他们确信他们已经安装了正确的部分。

弗劳恩霍夫研究所工厂操作和自动化敌我识别德国马格德堡的研究人员正准备制造和供应链运营数字化和工业分别为4.0。

马克•Kujath弗劳恩霍夫敌我识别研究的科学家说,“射频识别RFID标签或部分可以显著提高过程的可靠性和效率。我们演示了在会同进行可行性研究和无线测试梅塞德斯-奔驰车在他们工厂Ludwigsfelde柏林附近。”

这些射频识别系统包括射频识别标签在光学部件和一个扫描器读取信息。在第一步中,研究者们分析的众多汽车零件最适合这个识别多达四十部分。开始,专家集中在镜子和座椅进行进一步的发展。

RFID标签贴在每一个安全性至关重要的部分,例如单独的镜子。就像条形码,序列号是存储在标签,主要的区别在于,,而条形码只是存储信息识别的类型镜子数量在一个RFID标签的车辆提供了丰富的信息,如一面镜子是被安装。而条形码必须手动读取与手持扫描仪,RFID标签都可以自动读取和同时光扫描仪——即使部分已经安装。这意味着信息可以在几秒钟内从射频识别标签检索在任何给定的时间。这是一个关键优势制造业。例如,可以验证安装所有必要的部分而前或后轴被安装。以前,这不是直到最后检查——检查员工进行视觉检查和使用纸质列表。

研究人员从夫琅和费敌我识别提供技术和操作规范。梅赛德斯-奔驰(mercedes - benz),他们在生产调度减少盲点,通过不同角色的广告的思想。项目经理最终需要不同的信息技术人员,Kujath补充道。

可生物降解的压电体传感器
康涅狄格大学工程师已经创建了一个可生物降解的压力传感器,可以帮助医生监测慢性肺部疾病,大脑肿胀,和其他医疗条件之前可以溶解在病人的身体。

这种可降解压电压力传感器开发的阮在康涅狄格大学研究小组可以被医生用来监控慢性肺部疾病,脑肿胀和其他医疗条件之前溶解在病人的身体安全。来源:康州大学

小,灵活医学安全材料制成的传感器是由美国食品和药物管理局已批准用于外科缝合线,骨移植,医疗植入物。它是为了取代现有植入式压力传感器有潜在的有毒成分。这些传感器在使用后必须清除,让病人额外的入侵程序,扩展他们的恢复时间,增加感染的风险。

因为康州大学传感器发出一个小电荷压力时,该设备也可以用来提供电刺激组织再生,研究人员说。其他潜在应用包括监控青光眼患者,心脏病,和膀胱癌,研究小组说。

传感器由实验室原型由聚合物薄膜5毫米长,宽5毫米,200微米厚。传感器的腹部植入老鼠为了监视老鼠的呼吸速率。它发出可靠读数老鼠的隔膜收缩的四天前分解成单独的有机组成部分。

确保传感器也是医疗安全,研究人员植入的鼠标,然后看着老鼠的免疫系统反应。结果显示只有轻微炎症传感器插入后,和周围组织4周后恢复正常。

项目的最大挑战之一是让可生物降解材料产生电荷受到压力或压缩时,这一过程称为压电效应。在通常状态下,聚合物用于医学上安全传感器,一个产品被称为聚(L-lactide)或丙交脂是中性的,不会在压力下发出一个电荷。

项目的关键突破是当他们发现如何将丙交脂转换为压电材料通过加热、拉伸,减少它在合适的角度,使其内部分子结构改变,它采用压电特性。然后传感器连接到电子电路,所以材料的电阻值可以测试功能。

放在一起时,康州大学传感器是由两层压电丙交脂膜夹在小钼电极,然后封装层聚乳酸或解放军,可生物降解的产品通常用于骨螺丝和组织支架。钼是用于心血管支架及髋关节植入物。
压电丙交脂膜发出一个小电荷甚至最微小压力时。这些微小的电信号可以捕获和传输到另一个设备进行复查医生。

该小组正在调查方法来延长传感器的功能。实验室的最终目标是开发一个传感器系统,完全是在人体生物降解。在那之前,新的传感器可以用于目前的形式帮助患者避免侵入性切除手术,研究人员说。