Darwin op een chip

24 september 2015, 02:35
Darwin op een chip
Darwin op een chip
Onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie en het CTIT Instituut voor ICT-onderzoek van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd om op een radicaal nieuwe wijze elektronische schakelingen te realiseren. Ze maken hierbij gebruik van evolutionaire processen die sterk lijken op Darwinistische evolutie. De schakelingen zijn net zo klein als hun conventionele tegenhangers, maar lijken veel meer op natuurlijke netwerken zoals ons brein. De Twentse resultaten zijn veelbelovend voor een nieuwe generatie krachtige, maar tegelijkertijd energiezuinige elektronica en zijn gepubliceerd in het gezaghebbende Britse tijdschrift Nature Nanotechnology.

In de afgelopen decennia is men er in geslaagd elektronische componenten steeds kleiner te maken. Het wordt echter steeds moeilijker en duurder om elektronica nog verder te verkleinen. Transistors bestaan nog maar uit een handjevol atomen en het is een geweldige uitdaging om de miljoenen transistors in een chip hetzelfde gedrag te geven en dus de chip goed te laten werken. Daarbij neemt het energieverbruik onacceptabele vormen aan. Het is interessant om te kijken of we in dit opzicht wat kunnen leren van de natuur. Natuurlijke evolutie heeft namelijk geleid tot krachtige ‘rekenmachines’, zoals ons brein, die complexe problemen kunnen oplossen op een energiezuinige manier. De natuur maakt hierbij gebruik van complexe netwerken die vele taken tegelijkertijd kunnen uitvoeren.

De aanpak van de Twentse onderzoekers lijkt veel meer op de oplossing die de natuur ‘bedacht’ heeft. Ze hebben een netwerk van gouden nanodeeltjes gebruikt voor het uitvoeren van essentiële rekenkundige taken. In tegenstelling tot conventionele elektronica ligt er geen ontwerp ten grondslag aan hun systeem. Kostbare ontwerpfouten kunnen dus niet gemaakt worden. De rekenkundige kracht van het netwerk wordt verkegen door kunstmatige evolutie. Deze duurt niet miljoenen jaren, maar slechts tientallen minuten. Door elektrische signalen aan te bieden kan één en hetzelfde netwerk in 16 verschillende logische schakelingen geconfigueerd worden. Defecten die fataal zouden zijn in conventionele elektronica spelen geen rol, omdat de evolutionaire aanpak deze omzeilt of er zelfs gebruik van maakt. Het is de eerste keer dat wetenschappers erin geslaagd zijn op deze manier robuuste elektronica te realiseren met afmetingen die kunnen concurreren met commerciële technologie.
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items