.Neural Nanotechnology: Nanowire Networks Learn and Remember Like a Human Brain
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.Neural Nanotechnology: Nanowire Networks Learn and Remember Like a Human Brain
신경 나노기술: 나노와이어 네트워크는 인간의 두뇌처럼 배우고 기억합니다
주제:인공 지능나노기술신경 과학시드니 대학교 시드니대학교 2023 년 4월 24일 인공 지능 신경망 컨셉 아트 APRIL 24, 2023
과학자들은 나노와이어 네트워크가 인간의 뇌와 유사한 단기 및 장기 기억을 나타낼 수 있음을 입증했습니다. 전도성이 높은 은선으로 구성되어 플라스틱으로 덮여 있고 메쉬와 같은 패턴으로 배열된 이 네트워크는 인간 두뇌의 물리적 구조를 모방합니다. 연구팀은 인간 심리 실험과 유사한 작업을 사용하여 나노와이어 네트워크의 메모리 기능을 성공적으로 테스트했습니다.
나노기술의 이러한 획기적인 발전은 비생물학적 하드웨어 시스템이 잠재적으로 뇌와 같은 학습 및 기억을 복제할 수 있으며 예측할 수 없는 환경에서 로봇 및 센서 장치를 개선하는 것과 같은 수많은 실제 응용 프로그램을 가지고 있음을 시사합니다. 인간과 같은 지능은 물리적일 수 있다. 획기적인 연구에서 국제 팀은 나노와이어 네트워크가 인간 두뇌의 단기 및 장기 기억 기능을 모방할 수 있음을 보여주었습니다.
이 혁신은 로봇 공학 및 센서 장치의 잠재적인 응용 프로그램과 함께 비생물학적 시스템에서 뇌와 같은 학습 및 기억을 복제할 수 있는 길을 열어줍니다. 시드니 대학의 과학자들이 이끄는 국제 팀은 나노와이어 네트워크가 인간의 뇌처럼 단기 및 장기 기억을 나타낼 수 있음을 입증했습니다. 이 연구 는 일본의 협력자들과 함께 물리학과에서 박사 학위를 받은 Alon Loeffler 박사가 이끄는 사이언스 어드밴스(Science Advances) 저널에 오늘 게재되었습니다 . Loeffler 박사는 "이 연구에서 우리는 일반적으로 인간의 뇌와 연관되는 고차 인지 기능이 비생물학적 하드웨어에서 에뮬레이트될 수 있음을 발견했습니다."라고 말했습니다.
나노와이어 네트워크 경로 변경 및 강화 나노와이어 네트워크의 사진(왼쪽), 네트워크의 경로가 변화하고 강화되는 모습(오른쪽). 크레딧: Alon Loeffler
“이 작업은 신경망과 같은 회로와 시냅스 와 같은 신호 를 통해 뇌에서 영감을 받은 전기 장치를 만드는 데 나노기술이 어떻게 사용될 수 있는지를 보여준 이전 연구를 기반으로 합니다 . "우리의 현재 작업은 비생물학적 하드웨어 시스템에서 뇌와 같은 학습 및 기억을 복제하는 길을 열어주고 뇌와 같은 지능의 기본 특성이 물리적일 수 있음을 시사합니다."
신경망과 나노와이어 네트워크 신경망(왼쪽) 나노와이어 네트워크(오른쪽). 크레딧: Loeffler et al.
나노와이어 네트워크는 일반적으로 육안으로는 보이지 않는 작고 전도성이 높은 은선으로 만들어지고 플라스틱 소재로 덮여 있으며 메쉬처럼 서로 흩어져 있는 나노 기술의 한 유형입니다. 와이어는 인간 두뇌의 네트워크로 연결된 물리적 구조의 측면을 모방합니다. 나노와이어 네트워크의 발전은 예측할 수 없는 환경에서 빠른 결정을 내려야 하는 로봇 또는 센서 장치 개선과 같은 많은 실제 응용 분야를 예고할 수 있습니다.
-"이 나노와이어 네트워크는 나노와이어가 뉴런처럼 작동하고 서로 연결되는 장소가 시냅스와 유사하기 때문에 합성 신경망과 같습니다."라고 물리학과의 Zdenka Kuncic 교수는 말했습니다. "일종의 기계 학습 작업을 구현하는 대신, 이 연구에서 Dr. Loeffler는 실제로 한 단계 더 나아가 나노와이어 네트워크가 일종의 인지 기능을 나타낸다는 것을 입증하려고 노력했습니다."
시드니 즈덴카 쿤치치 대학교 즈덴카 쿤치치. 크레딧: 시드니 대학교
나노와이어 네트워크의 기능을 테스트하기 위해 연구원들은 N-Back 태스크라고 하는 인간 심리학 실험에서 사용되는 일반적인 메모리 태스크와 유사한 테스트를 수행했습니다. 사람의 경우, N-Back 작업은 일련의 고양이 이미지에서 고양이의 특정 사진을 기억하는 것을 포함할 수 있습니다. 사람들의 평균인 N-Back 점수 7은 그 사람이 7걸음 뒤에서 나타난 동일한 이미지를 인식할 수 있음을 나타냅니다. 나노와이어 네트워크에 적용했을 때 연구원들은 N-Back 테스트에서 7점을 의미하는 7단계 뒤로 전기 회로에서 원하는 끝점을 '기억'할 수 있음을 발견했습니다.
"여기서 우리가 한 것은 네트워크가 자체적으로 작동하도록 하는 대신 경로를 강제로 변경하기 위해 끝 전극의 전압을 조작하는 것입니다. 우리는 경로가 원하는 곳으로 가도록 강제했습니다.”라고 Loeffler 박사는 말했습니다. “우리가 그것을 구현했을 때, 그것의 메모리는 훨씬 더 높은 정확도를 가졌고 시간이 지나도 실제로 감소하지 않았습니다. 이는 우리가 원하는 곳으로 그들을 밀어주는 경로를 강화하는 방법을 찾았고 네트워크가 그것을 기억한다는 것을 암시합니다.
알론 뢰플러 알론 뢰플러. 크레딧: Alon Loeffler
"신경과학자들은 이것이 뇌가 작동하는 방식이라고 생각합니다. 특정 시냅스 연결은 강화되는 반면 다른 연결은 약해집니다. 이것이 우리가 어떤 것을 우선적으로 기억하고 학습하는 방식이라고 생각합니다." 연구원들은 나노와이어 네트워크가 지속적으로 강화되면 정보가 메모리에 통합되기 때문에 강화가 더 이상 필요하지 않은 지점에 도달한다고 말했습니다. Kuncic 교수는 "이는 우리 뇌의 장기 기억과 단기 기억의 차이와 비슷합니다."라고 말했습니다. “오랫동안 무언가를 기억하고 싶다면 그것을 통합하기 위해 두뇌를 계속 훈련해야 합니다. 그렇지 않으면 시간이 지남에 따라 희미해집니다. "한 가지 작업은 나노와이어 네트워크가 강화 훈련 없이 확률 수준보다 훨씬 더 높은 메모리에 최대 7개의 항목을 저장할 수 있고 강화 훈련을 통해 거의 완벽에 가까운 정확도를 저장할 수 있음을 보여주었습니다."
참조: "Neuromorphic learning, working memory, and metaplasticity in nanowire networks" by Alon Loeffler, Adrian Diaz-Alvarez, Ruomin Zhu, Natesh Ganesh, James M. Shine, Tomonobu Nakayama 및 Zdenka Kuncic, 2023년 4월 21일, Science Advances . DOI: 10.1126/sciadv.adg3289
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메모 2304240558 나의 사고실험 oms 스토리텔링
나의 샘플링 oss.base는 소립자.원자.분자가 뉴런처럼 작동하고 서로 연결되는 장소가 시냅스와 유사하기 때문에 합성 신경망과 같게 할 수 있다. 허허.
-"This nanowire network is like a synthetic neural network because the nanowires act like neurons and the places where they connect to each other are similar to synapses," said Professor Zdenka Kuncic of the Department of Physics. "Instead of implementing some kind of machine learning task, in this study Dr. Loeffler actually went a step further and tried to prove that nanowire networks represent some sort of cognitive function."
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memo 2304240558 my thought experiment oms storytelling
My sampling oss.base can be like a synthetic neural network because elementary particles, atoms, and molecules work like neurons and the places where they connect to each other are similar to synapses. haha.
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.Testing antibiotic resistance with a fast, cheap and easy method
빠르고 저렴하며 쉬운 방법으로 항생제 내성 테스트
로잔 연방 폴리테크닉 학교 A. Optical Nanomotion Detection 기반 항생제 감수성 검사를 수행하기 위한 설정: 저렴한 광학 현미경과 휴대폰이면 충분합니다. B. 대장균 박테리아의 광학 이미지. C. 박테리아 변위를 강조하는 잘못된 색상의 B와 동일한 시야, 빨간색: 높은 진폭 모션, 파란색: 변위 없음. 크레딧: Ines Villalba(EPFL)APRIL 24, 2023
항생제 내성은 박테리아가 박테리아를 죽이도록 고안된 약물을 물리칠 수 있는 능력을 개발할 때 발생합니다. 이제는 세계적인 공중 보건 문제로 성장했습니다. 2019년 전 세계적으로 최소 127만 명이 사망했으며 거의 500만 명이 사망했습니다. 매년 미국에서는 거의 300만 건의 항생제 내성 감염이 발생하며 가장 일반적인 6가지 감염을 치료하는 데 드는 비용은 46억 달러가 넘습니다. EU는 매년 거의 700,000건의 사례를 보고 있으며, 그 비용은 약 15억 유로입니다.
-항생제 감수성 검사(AST)는 박테리아를 항생제에 노출시키는 배양 방법이나 유전적 방법을 사용하여 박테리아가 내성을 부여하는 유전자를 가지고 있는지 확인합니다. 일반적인 AST는 천천히 자라는 박테리아의 경우 최대 24시간 또는 그 이상 지속됩니다. 임상 환경에서 생사를 좌우할 수 있는 시간 프레임입니다. 최근 몇 년 동안 더 빠른 AST가 개발되었지만 복잡하고 정교하고 값비싼 장비가 필요한 경향이 있습니다.
이제 EPFL의 Sandor Kasas 박사와 Vrije Universiteit Brussel의 Ronnie Willaert 교수가 이끄는 연구원들은 광학 현미경을 기반으로 빠르고 저렴하며 널리 접근할 수 있는 방법을 개발했습니다. 라벨 박테리아. 이 기술은 기본적인 기존 광학 현미경, 카메라 또는 휴대폰, 전용 소프트웨어를 사용합니다. 공동 연구 프로젝트는 PNAS 에 게시됩니다 .
Kasas 박사는 "현재 가장 일반적인 세균의 경우 24시간, 결핵의 경우 1개월이 소요되는 대신 2-4시간 이내에 항생제를 얻을 수 있는 기술을 연구실에서 개발했습니다."라고 말했습니다. Willaert 교수는 "우리의 기술은 더 빠를 뿐만 아니라 현재 존재하는 모든 기술보다 더 간단하고 훨씬 저렴합니다."라고 덧붙입니다. 이 새로운 기술은 광학 나노모션 감지(ONMD)라고 불리며 항생제에 노출되기 전과 노출되는 동안 단일 박테리아의 나노스케일 진동을 모니터링하는 것을 포함합니다. 모니터링은 기본 광학 현미경, 비디오 카메라 또는 휴대폰으로 수행됩니다. ONMD 기술은 살아있는 유기체를 특징짓고 "생명의 특징"으로 간주될 수 있는 박테리아 세포(나노모션)의 미세한 진동을 모니터링합니다. 실제로 나노모션은 유기체가 살아 있는 동안 지속되지만 죽으면 즉시 멈춥니다.
-ONMD 기술에서 박테리아 나노모션은 모든 개별 셀 변위가 하위 픽셀 해상도로 모니터링되는 동영상에 기록됩니다. 연구원들은 ONMD를 사용하여 항생제에 대한 수많은 박테리아의 민감성을 성공적으로 감지했습니다. Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Lactobacillus rhamnosus 및 Mycobacterium smegmatis(결핵에 대한 비병원성 세균 모델) 항생제 ampicillin, streptomycin, doxycycline 및 vancomycin에 대한 민감도는 2시간 이내에 결정되었습니다.
ONMD는 다른 항생제에 노출되었을 때 박테리아의 생사 전환을 모니터링할 뿐만 아니라 영양소의 가용성으로 인한 박테리아의 대사 변화를 강조합니다. 이 테스트는 ONMD가 세포 진동을 모니터링하여 항생제에 대한 박테리아 세포의 민감도 또는 내성을 간단하고 신속하게 평가할 수 있음을 보여주었습니다. 저자는 "이 방법의 단순성과 효율성은 AST 분야에서 게임 체인저가 되었습니다"라고 말합니다. 광범위한 박테리아에 적용할 수 있기 때문에 임상 및 연구 응용 분야에 중요한 의미가 있습니다. 추가 정보: Villalba, Maria I. et al, 단일 박테리아 생존 및 항생제 반응 테스트를 위한 간단한 광학 나노모션 방법, 국립 과학 아카데미 회보 (2023). DOI: 10.1073/pnas.2221284120 저널 정보: Proceedings of the National Academy of Sciences Ecole Polytechnique Federale de Lausanne 제공
https://phys.org/news/2023-04-antibiotic-resistance-fast-cheap-easy.html
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메모 2304240503 나의 사고실험 oms 스토리텔링
빠르고 저렴하며 쉬운 방법으로 항생제 내성 테스트를 oms에서 더욱 지구적으로 광범위하고 나노이내로 신속하며 10000000000퍼센트 정밀하게 실시할 수 있다. 허허.
oms 감지 방법은 oms.ONMD 기술에서 박테리아 나노모션은 모든 개별 셀 변위가 하위 픽셀에서 박테리아가 oms.픽셀에 항생제 감수성 검사(AST)는 내성을 가지며 질량값이나 감지 표식문자열을 변화 시키면 항생제 oms.dna가 문자열 oms.atgctgctgcgctgcttgctgcttgctgcgctgcttgctgctgcttgctgcgctgctt '피이익!' 소리를 내는거다. 허허.
-Antibiotic susceptibility testing (AST) uses a culture method that exposes bacteria to an antibiotic or a genetic method to determine if the bacteria have genes conferring resistance. Normal AST lasts up to 24 hours or longer for slow-growing bacteria. It is a time frame that can make the difference between life and death in a clinical setting. Although faster ASTs have been developed in recent years, they tend to be complex and require sophisticated and expensive equipment.
-In ONMD technology, bacterial nanomotion is recorded in a movie where every individual cell displacement is monitored at sub-pixel resolution. Researchers have successfully detected the sensitivity of numerous bacteria to antibiotics using ONMD. Sensitivity to Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Lactobacillus rhamnosus and Mycobacterium smegmatis (a non-pathogenic bacterial model for tuberculosis) antibiotics ampicillin, streptomycin, doxycycline and vancomycin was determined within 2 hours.
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memo 2304240503 my thought experiment oms storytelling
A fast, cheap and easy way to test for antibiotic resistance in oms more globally, within nanometers rapidly and with 10000000000 percent precision. haha.
oms detection method, in oms.ONMD technology, bacterial nanomotion moves every individual cell displacement from sub-pixel to oms.pixel. The string oms.atgctgctgcgctgcttgctgcttgctgcgctgcttgctgctgcttgctgcgctgctt 'Pi profit!' it makes a sound haha.
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