Корейские исследователи разработали вертикально расположенную полупроводниковую систему, которая может обрабатывать как недавние, так и более ранние сигналы, потенциально позволяя небольшим носимым устройствам анализировать движения и физиологические данные, не полагаясь на внешние вычисления.
Технология была разработана исследователями KAIST, UNIST и POSTECH. В нем используются транзисторы из углеродных нанотрубок, управляемые твердотельным ионогелем, материалом, содержащим подвижные ионы, которые влияют на протекание электрического тока через устройство.
При подаче напряжения ионы движутся через материал. После снятия напряжения они не сразу возвращаются в исходное положение, оставляя временную электрическую «память» о предыдущих сигналах. Вместо того чтобы считать эту задержку ограничением, исследователи использовали ее для обработки информации, которая меняется с течением времени.
Регулируя концентрацию ионов и толщину ионогеля, команда создала устройства с разной скоростью отклика. Затем исследователи расположили устройства с быстрым и медленным откликом друг над другом, что позволило разным слоям обрабатывать информацию в разных временных масштабах.
Более быстрый слой сильнее реагирует на последние входные данные, в то время как более медленный слой сохраняет информацию, накопленную за более длительный период. Таким образом, объединение их выходных данных дает системе информацию как о том, что произошло только что, так и о том, что произошло непосредственно перед этим.
Исследователи проверили, способно ли устройство различать временные паттерны с помощью четырех последовательных входных сигналов, каждый из которых можно было включить или выключить. Устройства успешно дифференцировали все 16 возможных комбинаций.
Ученые также использовали данные, полученные с помощью этих устройств, для создания симуляции классификации видео с движущимися рукописными цифрами. При обработке последовательностей движущихся изображений, воспроизводимых с разной скоростью, система достигла точности валидации выше 90 %.
Команда продемонстрировала, что технология совместима с различными производственными форматами. Исследователи изготовили устройства на 4-дюймовых пластинах, а также на гибких подложках, что потенциально делает эту архитектуру подходящей для носимой электроники.