Вчені з австралійського Університету Монаша зробили значний крок до створення обчислювальних систем, які здатні імітувати біологічні процеси людського мозку, що є ключовим напрямком у розвитку нейроморфних технологій. Вони представили інноваційний нанорідинний чип, який є революційним не лише за своєю концепцією, але й за потенціалом застосування. Цей мініатюрний пристрій, розмір якого можна порівняти з монетою, використовує спеціально розроблений металоорганічний каркас (MOF) для точного контролю та маніпулювання потоками іонів через мікроскопічні канали. Фактично, цей унікальний механізм функціонує як прямий аналог перемикаючих функцій, які виконують традиційні електронні транзистори, але робить це за допомогою рідини, а не твердотільної електроніки.
Ключове досягнення, що викликало резонанс у науковому світі та було детально описане в журналі Science Advances у жовтні 2025 року, полягає в тому, що чип демонструє властивість, відому як «пластичність». Це критично важлива характеристика, оскільки вона означає, що пристрій здатен зберігати інформацію про попередні сигнали, працюючи подібно до синаптичних зв'язків у нейронах. Професор Хуантін Ван, який обіймає посаду заступника директора Центру інновацій у мембранах Монаша, підкреслив, що спостереження нелінійної провідності протонів у стані насичення відкриває нові горизонти для іонотроніки. Це дає можливість розробляти іонотронні системи, які матимуть вбудовану пам'ять та потенціал до самонавчання, що є недосяжним для звичайних чипів. Доктор Цзюнь Лу з Департаменту хімічної та біологічної інженерії Монаша додав важливе уточнення: пристрій здатен запам'ятовувати зміни прикладеної напруги, що наділяє його характеристиками короткочасної пам'яті, необхідної для динамічної обробки інформації.
Цей прорив є важливим сигналом про відмову від виключно твердотільних рішень на користь систем, які використовують рух рідини для обробки даних. У сфері розвитку штучного інтелекту (ШІ), де енергоефективність та адаптивність є критично важливими вимогами, такі інновації виступають каталізатором для повного переосмислення апаратного забезпечення. Нейроморфні обчислення, метою яких є імітація структури мозку, розглядаються як наступний етап еволюції, здатний подолати обмеження сучасної електроніки. Вони обіцяють значно знизити колосальне енергоспоживання, характерне для традиційних фон-Нейманівських архітектур, де процесор і пам'ять функціонують окремо, що створює так зване «вузьке місце фон Неймана».
За словами доктора Лу, фундаментальна унікальність цього чипа криється в його ієрархічній структурі. Вона дозволяє вченим вибірково та різними способами керувати потоками як протонів, так і іонів металів, що є безпрецедентним явищем у сфері нанофлюїдики. Подібні досягнення в іонотроніці, яка оперує потоками іонів, а не електронів, наближають нас до створення систем, здатних гнучко адаптуватися до вхідної інформації, відображаючи природну пластичність людського пізнання. Для практичного закріплення цього успіху та перетворення лабораторного зразка на комерційний продукт дослідники тепер мають зосередитися на масштабуванні технології та її інтеграції у більші системи. Ця робота відбувається на тлі ширших інвестицій Університету Монаша у передові обчислення: раніше, у червні 2025 року, університет вже анонсував вкладення у розмірі 60 мільйонів доларів у суперкомп'ютер MAVERIC, призначений для просунутих досліджень у сфері ШІ, підтверджуючи свою лідерську позицію у цій галузі.