De elektronische ‘neuronen’ in vergelijking met het echte werk (afb: CNRS)

Je struikelt tegenwoordig over kunstmatige intelligentie in het wetenschappelijke nieuws. Hoe geweldig dat is valt nog niet te zeggen, maar de huidige ki-technieken hebben in elk geval één gigantisch nadeel: ze vreten uitzonderlijk veel energie. De hersens zijn qua energiegebruik duizenden keren zuiniger. Onderzoekers proberen er achter te komen hoe de hersencellen dat voor elkaar krijgen. Het zou een punt kunnen zijn dat hersencellen met ionen werken, terwijl de ordinaire, energievretende ki-systemen werken met elektronen. Onderzoekers van het CNRS in Frankrijk hebben nu op ‘papier’ zo’n ionisch neuronsysteem in elkaar geknutseld van water en grafeen.
Met de energie van twee bananen zijn onze hersens in staat een groot aantal complexe taken uit te voeren. De basiseenheid daarvan is het neuron, waarvan de uitlopers zijn voorzien van ionkanalen, die dienen als ‘contactpunten’ met buurgenoten (naast vesikels die stoffen transporteren naar naburige hersencellen). Daarin zorgen ionen voor de elektrische signalen die de onderlinge communicatie verzorgen.
Ki-systemen kunnen daar niet aan tippen en de uitdaging is die net zo energiezuinig, efficiënt en veelzijdig te maken als hersens. Daarbij is de nanofluïdica, het bestuderen van het gedrag van vloeistoffen in nanosystemen (althans minder dan 100 nm), van groot belang. In die grootteordes praten we bij ionkanalen.
Als ik het goed begrijp bestaat zo’n ‘neuron’ uit grafeen met daartussen een uiterst dun laagje water van een molecuul voorzien van ionen. Onder invloed van een elektrisch veld verzamelen die ionen zich, waardoor het ‘neuron’ zich als een memristor gaat gedragen, een geheugenweerstand (waarom dat zo is, ontgaat me mij geheel).

De ionverzameling (in het plaatje de streng ionen) blijkt in staat als geheugenelement te dienen, die zich stimuli uit het verleden kan ‘herinneren’. De ‘uitsparingen’ in grafeen zouden dienst doen als een soort ionkanalen, de verzameling ionen als de ionenstromen in de echte ionkanalen.
De onderzoekers zouden in hun beschouwing aannemelijk hebben gemaakt dat die grafeenneuronen kunnen functioneren zoals wij denken dat echte hersencellen doen. Nu zal nog moeten worden aangetoond dat zo’n systeem ook in het echt werkt als geheugen van de toekomst, maar volgens mijn bescheiden mening ontbreekt er dan toch iets wezenlijk: de ver- en bewerking van die informatie. Een hersencel is niet alleen een geheugenelement…

Bron: Alpha Galileo