Ученые Балтийского федерального университета им. И. Канта представили революционный прототип химического чипа, имитирующего работу нейронов мозга. Устройство использует не электрические импульсы, а химические волны, открывая путь к созданию умных систем будущего. Эта технология способна преобразить представление о возможностях автономных устройств.
Инновация без проводов и батареек
Специалисты Центра прикладной нелинейной динамики БФУ им. И. Канта разработали уникальный чип, принцип работы которого вдохновлен биологическими процессами. Устройство выполняет вычисления за счет химических реакций, что исключает необходимость в традиционном электропитании.
«Конструкция чипа напоминает классические микросхемы, но вместо электронов здесь движутся волны химических веществ. Это похоже на то, как нейроны передают сигналы через синапсы. Можно сказать, мы создали „мыслящий“ гель, способный обрабатывать информацию», — делится впечатлениями старший научный сотрудник Иван Проскуркин.
Новая разработка станет фундаментом для создания мягких роботов, функционирующих в полностью автономном режиме. Проект реализуется в рамках программы «Приоритет 2030», направленной на поддержку передовых научных инициатив.
Химия как основа мышления
В основе чипа лежит реакция Белоусова-Жаботинского — уникальное явление, открытое советскими учеными в середине XX века. Эта автоколебательная химическая система позволяет воспроизводить импульсные процессы, аналогичные нейронной активности.
Для производства прототипа исследователи применили запатентованную технологию фотопечати. На стеклянную основу наносится светочувствительный полимер, формирующий микроскопические «дорожки» для распространения химических волн. Инновационный подход обеспечивает однонаправленное движение сигналов благодаря специальному элементу — химическому диоду.
«Наш диод использует комбинацию катализаторов с разной возбудимостью. Это повышает надежность и долговечность системы», — подчеркивает руководитель Центра Анастасия Лаврова.
Умные роботы будущего уже близко
Развитие технологии обещает прорыв в создании компактных энергонезависимых устройств. «Нейроморфные чипы следующего поколения смогут решать сложные задачи, сохраняя минимальные размеры. Мы приближаемся к эре миниатюрных роботов, способных обучаться и взаимодействовать с окружением», — с энтузиазмом отмечает Лаврова.
Еще в 2020 году университет анонсировал первый в мире химический нейрокомпьютер с адаптивным поведением. «Представьте рои умных частиц размером с песчинку, которые самостоятельно выполняют задачи в медицине или экологии», — рисует футуристичные перспективы профессор Владимир Ванаг.
Ученые уверены: переход на химические вычисления не только расширит возможности робототехники, но и позволит создавать устройства, работающие годами без внешних источников энергии. Это важный шаг к технологиям, которые еще недавно казались фантастикой.
