आईआईएससी बैंगलोर के प्रो. मयंक श्रीवास्तव, स्वर्णजयंती फेलोशिप 2020-21 के प्राप्तकर्ता, उभरती हुई सामग्रियों के अनुप्रयोगों पर काम कर रहे हैं जो कंप्यूटर को उन कार्यों की नकल करने में मदद कर सकते हैं जो मस्तिष्क तेजी से प्रदर्शन कर सकता है। यह कंप्यूटर को संज्ञानात्मक कार्य करने, भीड़ से लोगों की पहचान करने, गंध को अलग करने के साथ-साथ सीखने और निर्णय लेने में मदद कर सकता है।
अपनी स्थापना के बाद से, उन्नत कंप्यूटिंग सिस्टम वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर का उपयोग कर रहे हैं, जो भौतिक रूप से अलग किए गए प्रसंस्करण और मेमोरी ब्लॉक का उपयोग करता है। जबकि यह अब तक का सबसे अधिक लागत प्रभावी तरीका रहा है, प्रसंस्करण ब्लॉकों से स्मृति का भौतिक पृथक्करण उन्नत नैनोइलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों की कम्प्यूटेशनल क्षमताओं को आगे बढ़ाने के लिए दर सीमक बन गया है। इसके अलावा, वॉन न्यूमैन की वास्तुकला सूचना के वास्तविक समय के प्रसंस्करण में विफल हो जाती है जिसे मानव मस्तिष्क एक सेकंड के एक अंश में संसाधित कर सकता है। इन अंतरालों को ध्यान में रखते हुए, मानव मस्तिष्क में न्यूरॉन्स (प्रसंस्करण इकाई) और सिनैप्स (मेमोरी) के संगठन से प्रेरित एक वैकल्पिक वास्तुकला, जो मस्तिष्क जैसे कंप्यूटिंग व्यवहार का अनुकरण करता है, को पिछले दशक में महत्वपूर्ण रूप से खोजा गया है।
मस्तिष्क के मूलभूत तंत्रों और विभिन्न उपन्यास मेमोरी आर्किटेक्चर की खोज को समझने के लिए एक महत्वपूर्ण मात्रा में शोध अब इंजीनियरिंग समुदाय को विश्वास दिला रहा है कि विकासशील सिस्टम जो मस्तिष्क जैसे कार्य की नकल कर सकते हैं, आने वाले दशकों के लिए एक प्राप्त करने योग्य लक्ष्य है। इस तरह की वास्तुकला का एक प्रमुख तत्व एक मेमोरी डिवाइस है जिसे कृत्रिम सिनैप्स कहा जाता है, हालांकि, इसे जैविक/सिनैप्टिक सिद्धांतों पर काम करना चाहिए।
प्रोफेसर श्रीवास्तव विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक्स, बिजली उपकरणों, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक, Thz, मेमोरी और क्वांटम अनुप्रयोगों के लिए गैलियम नाइट्राइड (GaN), परमाणु रूप से पतली द्वि-आयामी सामग्री जैसे ग्राफीन, और ट्रांज़िशन मेटल डाइक्लोजेनाइड्स (TMDCs) जैसी सामग्रियों की खोज कर रहे हैं। ग्रैफेन और 2डी-टीएमडीसीसी का उपयोग करते हुए, वह जैविक/सिनैप्टिक सिद्धांतों पर काम करने और जैविक तंत्रिका नेटवर्क और उनके कृत्रिम समकक्ष के बीच की खाई को पाटने के लिए स्मृति उपकरणों की क्षमताओं का विस्तार कर रहा है।
वर्तमान में, अपने शोध समूह के साथ, वह कुछ-परमाणु मोटी न्यूरोमॉर्फिक सर्किट, उच्च विश्वसनीयता वाले GaN- आधारित अल्ट्रा-हाई-पावर डिवाइस और THz आवृत्तियों पर संचालन के लिए डिवाइस/सर्किट विकसित कर रहे हैं। प्रो. श्रीवास्तव के काम के परिणामस्वरूप 150 से अधिक सहकर्मी-समीक्षित अंतर्राष्ट्रीय प्रकाशन और लगभग 50 पेटेंट प्राप्त हुए हैं, और उन्होंने AGNIT सेमीकंडक्टर्स नामक एक GaN निर्माण स्टार्ट-अप की स्थापना की है, इनमें से अधिकांश पेटेंट या तो सेमीकंडक्टर कंपनियों द्वारा लाइसेंस प्राप्त हैं या उनके उत्पादों में उपयोग में हैं। वह एक प्राइवेट लिमिटेड के सह-संस्थापकों में से एक हैं। लिमिटेड
इस फेलोशिप के हिस्से के रूप में, उनके समूह ने मस्तिष्क जैसे (कम्प्यूटेशनल) व्यवहार का अनुकरण करने वाले नए उपकरणों पर काम करने की योजना बनाई है। इससे अंततः कुछ-परमाणु मोटे न्यूरोमॉर्फिक सर्किट विकसित करने में मदद मिलनी चाहिए, जो कई जटिल समस्याओं को हल करने में सक्षम होंगे, जिन्हें एक मानव मस्तिष्क सेकंड के एक अंश में हल कर सकता है, लेकिन एक पारंपरिक कंप्यूटर वास्तविक समय में नहीं हो सकता है।
“जबकि साहित्य में कई सिनैप्टिक डिवाइस प्रस्ताव उपलब्ध हैं, कोई भी जैविक तंत्रिका नेटवर्क और उनके कृत्रिम समकक्ष के बीच की खाई को पाटने में मदद नहीं करता है। जबकि ऐसी प्रणाली विकसित करना जो मस्तिष्क जैसे कार्य की नकल कर सकती है, प्राप्त करने योग्य है, हम अभी भी मस्तिष्क जैसी कम्प्यूटेशनल प्रणाली को साकार करने से बहुत दूर हैं। वर्तमान कार्य महत्वपूर्ण अंतरालों को पाटने का मार्ग प्रदान करेगा, ”प्रो. श्रीवास्तव ने कहा।
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