Naukowcy z australijskiego Uniwersytetu Monash ogłosili stworzenie innowacyjnego chipa nanofluidycznego, co stanowi znaczący krok w kierunku opracowania systemów obliczeniowych naśladujących biologiczne procesy zachodzące w mózgu. Urządzenie to, wielkością zbliżone do standardowej monety, jest zaprojektowane, aby radykalnie zmienić podejście do przetwarzania informacji. Wykorzystuje ono specjalnie opracowaną strukturę metaloorganiczną (MOF) do precyzyjnego sterowania przepływem jonów przez sieć mikroskopijnych kanałów. W praktyce ten mechanizm pełni funkcję bezpośredniego odpowiednika przełączników, jakie znamy z tradycyjnych tranzystorów elektronicznych, ale działa w środowisku płynnym, co jest kluczowe dla jego unikalnych właściwości.
Kluczowe osiągnięcie zespołu, którego wyniki zostały szczegółowo opisane i opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Science Advances w październiku 2025 roku, polega na tym, że chip ten demonstruje fundamentalną cechę określaną jako „plastyczność”. Oznacza to zdolność do zachowywania informacji o sygnałach odebranych wcześniej, co jest funkcją analogiczną do działania ludzkich neuronów. Profesor Huanting Wang, zastępca dyrektora Centrum Innowacji Membranowych Monash, podkreślił, że obserwacja nieliniowego przewodnictwa protonów w stanie nasycenia otwiera nowe, obiecujące perspektywy dla rozwoju zaawansowanych systemów jonotronicznych. Systemy te, dzięki wbudowanej pamięci, miałyby naturalny potencjał do uczenia się i adaptacji. Doktor Jun Lu z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Biologicznej Monash sprecyzował, że urządzenie jest w stanie skutecznie zapamiętywać zmiany w przyłożonym napięciu elektrycznym, co nadaje mu charakterystykę operacyjną zbliżoną do pamięci krótkotrwałej.
Ten technologiczny przełom oznacza fundamentalne odejście od dotychczasowych rozwiązań opartych wyłącznie na ciałach stałych, kierując nas w stronę systemów, które wykorzystują kontrolowany ruch cieczy do efektywnego przetwarzania danych. W dynamicznym kontekście rozwoju sztucznej inteligencji, gdzie kluczowa jest zarówno efektywność energetyczna, jak i inherentna zdolność sprzętu do adaptacji, tego typu innowacje stają się potężnym katalizatorem do ponownego przemyślenia całej architektury sprzętowej. Obliczenia neuromorficzne, których głównym celem jest wierne imitowanie struktury i sposobu działania ludzkiego mózgu, są powszechnie postrzegane jako następny, niezbędny etap ewolucji komputerów. Ich wdrożenie ma potencjał do znaczącego obniżenia kolosalnego zużycia energii, charakterystycznego dla konwencjonalnych architektur von Neumanna, w których jednostka procesora i pamięć funkcjonują jako oddzielne, fizyczne komponenty, co prowadzi do tzw. wąskiego gardła von Neumanna.
Wyjątkowość tego konkretnego chipa, jak szczegółowo wyjaśnia doktor Lu, tkwi przede wszystkim w jego innowacyjnej, hierarchicznej budowie. Struktura ta umożliwia niespotykane dotąd, selektywne zarządzanie przepływami zarówno protonów, jak i jonów metali w różnorodny sposób, co stanowi absolutną nowość w dziedzinie nanofluidyki. Osiągnięcia w jonotronice, która opiera się na wykorzystaniu strumieni jonów zamiast tradycyjnych elektronów, przybliżają nas do stworzenia systemów obliczeniowych zdolnych do elastycznego i dynamicznego dostosowywania się do napływających informacji, odzwierciedlając tym samym giętkość i złożoność ludzkiego poznania. Aby ten naukowy sukces przełożył się na szerokie zastosowania praktyczne, badacze muszą teraz skoncentrować swoje wysiłki na kluczowych etapach: skalowaniu produkcji i integracji tej technologii z istniejącymi systemami. Warto podkreślić, że prace te wpisują się w szerszy kontekst globalnych inwestycji w zaawansowane obliczenia: już wcześniej, w czerwcu 2025 roku, Uniwersytet Monash ogłosił przeznaczenie znaczącej kwoty 60 milionów dolarów na rozwój superkomputera MAVERIC, który ma służyć zaawansowanej sztucznej inteligencji, potwierdzając tym samym swoje zaangażowanie w przyszłość IT.