Inteligencia emergente de redes de polímeros aleatorias

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Reservoir Computing (RC) aborda problemas complejos imitando la forma en que se procesa la información en el cerebro de los animales. Se basa en una red conectada aleatoriamente que actúa como un depósito de información y, en última instancia, conduce a resultados más eficientes. Para hacer RC directamente en la materia (en lugar de simularlo en una computadora digital), hasta la fecha se han estudiado numerosos materiales de yacimientos. Ahora, un equipo que incluye a investigadores de la Universidad de Osaka ha diseñado una red de polianilina sulfonada para RC.

Las redes neuronales del cerebro utilizan señales electroquímicas transportadas por iones. Por lo tanto, un enfoque electroquímico es una elección lógica al elegir un sistema de materiales para RC. Los transistores orgánicos de efecto de campo electroquímico (OECFET) son populares en bioelectrónica; sin embargo, todavía no se han utilizado ampliamente para la RC.

La clave del material del tanque es que tiene un comportamiento rico (dependiente del tiempo) y es desordenado, lo que hace que los materiales poliméricos sean una excelente opción ya que forman redes aleatorias por sí mismos.

La polianilina es un polímero prometedor para aplicaciones de RC, porque es fácil de polimerizar, tiene buena estabilidad en la atmósfera y tiene un comportamiento de dopaje / desdopaje reversible, lo que significa que su conducción puede alterarse.

Los investigadores investigaron la polianilina sulfonada (SPAN), que, además de las ventajas de la polianilina, tiene una alta solubilidad en agua y un comportamiento de autofármaco. Esto hace que SPAN sea más fácil de trabajar y un dopaje más uniforme.

«Los protones atmosféricos se inyectan directamente en la cadena de polímero SPAN, lo que hace que se conduzca», explica el autor principal del estudio, Yuki Usami. «Esta conducción se puede controlar ajustando la humedad».

Los investigadores utilizaron un método simple de fundición por gota para ensamblar el SPAN en electrodos de oro para obtener un dispositivo de red electroquímica orgánica (OEND).

El SPAN OEND fue probado para RC comprobando la forma de onda y evaluando su desempeño en tareas de memoria a corto plazo. Los resultados de una prueba para verificar la capacidad de reconocer el habla alcanzaron una precisión del 70%. Esta capacidad de SPAN OEND era comparable a una simulación de software de RC.

«Hemos demostrado que nuestro sistema SPAN OEND se puede aplicar en RC», dice el autor correspondiente del estudio, Takuya Matsumoto. «Los pasos futuros para establecer sistemas no basados ​​en humedad proporcionarán opciones más prácticas; sin embargo, el éxito de nuestro sistema basado en SPAN es un paso positivo para el cálculo de tanques basado en materiales, que debería tener un impacto significativo en la próxima generación de sistemas artificiales. dispositivos de inteligencia «.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Osaka. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

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