مقاله سیناپسهای مصنوعی خودکار که توسط نانوژنراتور تریبو الکتریک تحریک میشوند
تعداد صفحات : 8
فرمت: pdf
زبان لاتین
نکات برجسته * این اولین مقالهای است که ترانزیستور سیناپس با توان خود (SPST)را که توسط نانو ژنراتور سه برقی (tenG)هدایت میشود، گزارش میکند. * tenG میتواند همزمان به عنوان سنسور لمسی عمل کند تا سیناپس لمسی خودکار را با ساختار ساده دستگاه درک کند، که تعاملات فعال و مستقیم را با محیط افزایش میدهد. سیناپسهای زیستی غیر فعال، ساختار اساسی برای انتقال اطلاعات بودند که عملکردهای کلیدی محاسباتی را در مدارهای عصبی انجام میدادند. چنین عملکردی الهامبخش هوش مصنوعی برای تقلید مغز انسان است، که ۱۰۱۵ سیناپس دارد و تنها ۱ - ۱۰۰ fJ در هر رویداد سیناپسی در طول پردازش اطلاعات بسیار موازی مصرف میکند. بنابراین نشان میدهد که دستگاههای سیناپس مصنوعی با مصرف توان پایین برای تقلید از مغز انسان بسیار مطلوب هستند. در این کار، ما یک ساختار متمایز از ترانزیستور سیناپس با توان ذاتی را برای تقلید از توابع سیناپس توسعه دادیم، و ولتاژ توسط یک نانو ژنراتور تریبو الکتریک (tenG)بدون استفاده از ولتاژ اضافی برای تولید پیش سیناپس فراهم شد. علاوه بر این، tenG میتواند به طور همزمان به عنوان سنسور لمسی برای درک سیناپس لمسی خودکار با ساختار ساده دستگاه عمل کند. توابع سیناپسی ضروری مانند جریان پس سیناپسی تحریکی (EPSC)، تسهیل پالس جفت شده (PPF)، فیلترینگ پویا، و پلاستیسیته کوتاهمدت (STP)تا پلاستیسیته بلند مدت (LTP)در دستگاههای ترانزیستور سیناپس با توان خود با لمس کردن tenG نشان داده شدند. علاوه بر این، دروازه منطقی "AND"، و "OR" با استفاده از TG ها به عنوان پیش سیناپسی چندگانه به دست آمدند، و مطالعه لمسی نیز تقلید شد. ادغام ترانزیستور tenG و سیناپس در کاربردهای دستگاههای جدید پوست الکترونیک برای هوش مصنوعی و تعامل انسان - کامپیوتر، پتانسیلهای زیادی دارد. چکیده: دانلود تصویر: دانلود تصویر با کیفیت بالا (۱۶۲ KB)دانلود: دانلود تصویر با اندازه کامل
Self-powered artificial synapses actuated by triboelectric nanogenerator
Highlights•This is the first paper to report a self-powered synapse transistor (SPST) driven by triboelectric nanogenerator (TENG).•TENG could simultaneously function as tactile sensor to realize self-powered tactile synapse with simple device structure, which enhanced active and direct interactions with the environment.•Self-powered synaptic devices with multiple TENGs were demonstrated, which were able to realize logic modulation and tactile study.AbstractBiological synapses were the basic structure for information transmit, which also perform key computation functions in neural circuits. Such functionality inspires artificial intelligence to mimic human brain, which has 1015 synapses and consumed only ∼1–100 fJ per synaptic event during massively parallel information processing. It thus indicates that artificial synapse devices with low power consumption are highly desired to mimic human brain. In this work, we developed a distinctive structure of self-powered synapse transistor to emulate synapse functions, and the voltage was provided by a triboelectric nanogenerator (TENG) without using additional voltage to generate pre-synapse spike. Moreover, TENG could simultaneously function as tactile sensor to realize self-powered tactile synapse with simple device structure. The essential synaptic functions such as excitatory postsynaptic current (EPSC), paired-pulse facilitation (PPF), dynamic filtering, and short-term plasticity (STP) to long-term plasticity (LTP) were demonstrated in the self-powered synapse transistor devices by touching the TENG. Moreover, the logic gate “AND”, and “OR” were achieved using TENGs as multiple pre-synaptic, and tactile study was also mimicked. The integration of TENG and synapse transistor device has great potentials in the applications of novel e-skin devices for artificial intelligence and human-computer interaction.Graphical abstractDownload : Download high-res image (162KB)Download : Download full-size image