由納米線構成的人工突觸
計算機近年來學到了很多東西。由於人工智慧的快速發展，他們現在可以開車，翻譯文字，擊敗國際象棋世界冠軍，還有更多。在這樣做時，最大的挑戰之一在於試圖在人腦中人工複製訊號處理。在神經網路中，資料被並行地儲存和處理到很高的程度。另一方面，傳統計算機快速地連續地完成任務，並清楚地區分資訊的儲存和處理。通常，神經網路只能使用傳統的硬體以非常麻煩和低效的方式模擬。
來自朱利希的科學家和來自亞琛和都靈的同事們已經制造出一種由納米線製成的回憶元件，它以與生物神經細胞幾乎相同的方式起作用。該元件能夠儲存和處理資訊，以及並行地接收大量訊號。因此，由氧化物晶體納米線製成的電阻開關電池被證明是構建生物激勵的“神經形態”處理器的理想候選者，能夠接管生物突觸和神經元的各種功能。
具有模擬人腦工作方式的神經形態晶片的系統提供了顯著的優勢。該領域的專家形容這種受生物啟發的計算機能夠以分散的方式工作，擁有許多處理器，這些處理器和大腦中的神經元一樣，通過網路相互連線。如果處理器崩潰，另一個處理器可以接管它的功能。更重要的是，就像在大腦中，實踐可以改善訊號傳遞，生物激勵的處理器應該具有學習的能力。
“隨著今天的半導體技術，這些功能在某種程度上已經可以實現。然而，這些系統適合於特定的應用，並且需要大量的空間和能量，”Forschungszentrum Jülich的Ilia Valov博士說。我們用氧化鋅晶體制成的納米線器件可以固有地處理甚至儲存資訊，而且非常小並且節能，”Jülich的Peter Grünberg研究所的研究人員解釋說。
多年來，記憶細胞被認為是最有可能接管受生物啟發的計算機中的神經元和突觸功能的細胞。它們根據流過它們的電流的強度和方向來改變它們的電阻。與傳統電晶體相比，即使電流被切斷，它們的最後一個電阻值也保持不變。憶阻器因此基本上能夠學習。
為了創造這些特性，Forschungszentrum Jülich和RWTH Aachen大學的科學家們使用單一的氧化鋅納米線，由他們的同事從都靈理工大學生產。這種納米線的尺寸約為一萬分之一毫米，比一根頭髮細一千多倍。由此產生的記憶元件不僅佔用很小的空間，而且能夠比快閃記憶體更快地切換。
與其他固體相比，納米線提供了有希望的新的物理特性，尤其用於開發新型太陽能電池、感測器、電池和計算機晶片。它們的製造比較簡單。納米線是由特定材料蒸發沉積到合適的襯底上而形成的，在那裡它們實際上自行生長。
為了建立一個功能電池，納米線的兩端必須連線到合適的金屬，在這種情況下，鉑和銀。這些金屬起到電極的作用，此外，釋放由適當的電流觸發的離子。金屬離子能夠擴散到導線的表面，並架起一座橋來改變導線的導電性。