Bits de computador são binários, com um valor de zero ou um. Por contraste, neurônios no cérebro podem ter muitos estados internos, dependendo da entrada que eles recebem. Isso permite que o cérebro processe informações de maneira mais eficiente em termos de energia do que um computador. Os físicos da Universidade de Groningen (UG) estão trabalhando em memristores feitos de titanato de estrôncio dopado com nióbio, que imitam a função dos neurônios. Seus resultados foram publicados no Journal of Applied Physics em 21 de outubro.

UG pesquisador Anouk Goossens, o primeiro autor do artigo, testados memristores feitos de titanato de estrôncio dopado com nióbio. A condutividade dos memristores é controlada por um campo elétrico de forma analógica:"Usamos a capacidade do sistema para alternar a resistência. Aplicando pulsos de voltagem, podemos controlar a resistência, e usando uma baixa tensão lemos a corrente em diferentes estados. A força do pulso determina a resistência no dispositivo. Mostramos que uma taxa de resistência de pelo menos 1000 é realizável. Em seguida, medimos o que aconteceu ao longo do tempo. "Goossens estava especialmente interessado na dinâmica do tempo dos estados de resistência.

Ela observou que a duração do pulso com o qual a resistência foi ajustada determinou quanto tempo durou a memória. Isso pode ser entre uma a quatro horas para pulsos com duração entre um segundo e dois minutos. Além disso, ela descobriu que depois de 100 ciclos de troca, o material não apresentava sinais de fadiga.

"Existem diferentes coisas que você poderia fazer com isso, "diz Goossens." Ao 'ensinar' o dispositivo de maneiras diferentes, usando pulsos diferentes, podemos mudar seu comportamento. "

O fato de que a resistência muda com o tempo também pode ser útil. "Esses sistemas podem esquecer, assim como o cérebro. Isso me permite usar o tempo como um parâmetro variável. "Além disso, os dispositivos que Goossens fez combinam memória e processamento em um único dispositivo, que é mais eficiente do que a arquitetura de computador tradicional em que o armazenamento (em discos rígidos magnéticos) e o processamento (na CPU) são separados.

Goossens conduziu os experimentos descritos no artigo durante um projeto de pesquisa como parte do programa de mestrado em Nanociência da Universidade de Groningen. O projeto de pesquisa de Goossens ocorreu dentro do grupo de alunos supervisionados pela Dra. Tamalika Banerjee da Spintronics of Functional Materials. Ela agora é uma Ph.D. aluno do mesmo grupo.

Antes de construir circuitos parecidos com o do cérebro com seu dispositivo, Goossens planeja realizar experimentos para entender o que acontece dentro do material. "Se não soubermos exatamente como funciona, não podemos resolver quaisquer problemas que possam ocorrer nestes circuitos. Portanto, temos que entender as propriedades físicas do material - o que ele faz, e porque?"

As perguntas que Goossens deseja responder incluem quais parâmetros influenciam os estados alcançados. "E se fabricarmos 100 desses dispositivos, todos eles funcionam da mesma maneira? Se não, e há variação de dispositivo para dispositivo, isso não precisa ser um problema. Afinal, nem todos os elementos do cérebro são iguais. "