डेस्क। एक नवीन न्यूरोमॉर्फिक सेंसर, जो पर्यावरणीय परिवर्तनों, मुख्य रूप से आर्द्रता, के प्रति मस्तिष्क की प्रतिक्रिया की नकल करता है, और जैविक प्रणालियों के समान एक ही उपकरण में जानकारी को प्रोसेसिंग और संग्रहीत करने की क्षमता रखता है, पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स की तुलना में ऊर्जा खपत और डेटा-प्रोसेसिंग आवश्यकताओं को काफी कम कर सकता है।
न्यूरोमॉर्फिक इलेक्ट्रॉनिक्स का महत्व बढ़ता जा रहा है क्योंकि पारंपरिक कंप्यूटिंग सिस्टम बढ़ती ऊर्जा खपत और डेटा प्रोसेसिंग मांगों, विशेष रूप से एज कंप्यूटिंग और कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) जैसे अनुप्रयोगों में से जूझ रहे हैं।
न्यूरोमॉर्फिक उपकरण, विशेष रूप से सेंसर, एक ही उपकरण में संवेदन, स्मृति और प्रोसेसिंग को एकीकृत करके जैविक तंत्रिका तंत्र की कार्यप्रणाली की नकल करने का लक्ष्य रखते हैं। अधिकांश न्यूरोमॉर्फिक सेंसर अभी भी प्रोसेसिंग के लिए अलग-अलग संवेदन इकाइयों और मेमरिस्टिव तत्वों पर निर्भर करते हैं, जिससे अतिरिक्त ऊर्जा खपत और डेटा स्थानांतरण की लागत बढ़ जाती है। इसके विपरीत, जैविक संवेदी तंत्र संवेदन और सिग्नल प्रोसेसिंग एक साथ करते हैं, जिससे वे अत्यधिक ऊर्जा कुशल और प्रभावी होते हैं। इसलिए, एक ही प्लेटफॉर्म पर संवेदन, स्मृति और प्रोसेसिंग को एकीकृत करने वाले उपकरणों का विकास कुशल और अनुकूलनीय प्रणालियों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के एक स्वायत्त संस्थान, जवाहरलाल नेहरू उन्नत वैज्ञानिक अनुसंधान केंद्र (जेएनसीएएसआर) के शोधकर्ताओं ने 1डी सुपरमॉलिक्यूलर नैनोफाइबर पर आधारित एक आर्द्रता-संवेदनशील न्यूरोमॉर्फिक सेंसर विकसित किया है, जो एक ही उपकरण प्लेटफॉर्म में संवेदन और सिनैप्स – जैसी सूचना प्रोसेसिंग को एकीकृत करने में सक्षम है। जर्नल ऑफ मैटेरियल्स केमिस्ट्री सी में प्रकाशित इस न्यूरोमॉर्फिक सेंसर के विकास की प्रेरणा उभयचर मेंढक, विशेष रूप से क्रिकेट मेंढकों से मिली है, जिनका सिनैप्टिक व्यवहार अत्यधिक नमी के प्रति संवेदनशील होता है और दिन के प्रकाश से प्रभावित होता है।
तेजस्विनी एस. राव और सुकन्या बरुआ ने डोनर और एसेप्टर अणुओं के आवेश स्थानांतरण संकुल से सुपरमॉलिक्यूलर नैनोफाइबर विकसित किए। जल माध्यम से प्राप्त इन नैनोफाइबरों को कांच के सब्सट्रेट पर इंटर-डिजिटेटेड स्वर्ण इलेक्ट्रोड पर बूंद-बूंद करके सक्रिय उपकरण परत बनाई गई। इसके बाद उपकरण को एक आर्द्रता-नियंत्रित कक्ष में रखा गया, जहां आर्द्र नाइट्रोजन प्रवाह का उपयोग करके सापेक्ष आर्द्रता को नियंत्रित किया गया। विभिन्न तीव्रता और अंतराल के आर्द्रता स्पंदन लागू किए गए और विद्युत मापन किए गए ताकि सुविधा, अवसाद और मेटा प्लास्टिसिटी जैसी सिनैप्टिक प्रतिक्रियाओं की जांच की जा सके और बुनियादी तार्किक संक्रियाओं को प्रदर्शित किया जा सके।
जैविक नैनोफाइबरों की मदद से शोधकर्ताओं ने एक छोटा उपकरण विकसित किया है जो नमी में होने वाले बदलावों को महसूस कर सकता है और मस्तिष्क में होने वाले संचार के समान प्रतिक्रिया दे सकता है। यह पाया गया कि जब आसपास की आर्द्रता बदलती है, तो उपकरण की वर्तमान प्रतिक्रिया भी बदल जाती है, और यह पहले से प्राप्त आर्द्रता संकेतों को अस्थायी रूप से “याद” भी रख सकता है। इसकी प्रतिक्रिया प्रकाश से भी प्रभावित हो सकती है, ठीक उसी तरह जैसे क्रिकेट मेंढक की गतिविधि नमी और दिन के प्रकाश के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है। चूंकि यह उपकरण एक ही समय में जानकारी को महसूस, संसाधित और संग्रहीत कर सकता है, इसलिए यह स्मार्ट सेंसर की दिशा में एक कदम है जो प्राकृतिक जैविक प्रणालियों की तरह व्यवहार करते हैं।
शोधकर्ताओं ने कहा कि यह पहली बार है जब किसी न्यूरोमॉर्फिक उपकरण में सिनैप्टिक व्यवहार की नकल करने के लिए प्राथमिक उत्तेजना के रूप में आर्द्रता का उपयोग किया गया है।
यह तकनीक, भविष्य में, ऐसे स्मार्ट पर्यावरण निगरानी प्रणालियों को सक्षम बना सकती है जो आर्द्रता और अन्य पर्यावरणीय संकेतों के अनुसार अनुकूल रूप से प्रतिक्रिया करती हैं। यह उन्नत स्वास्थ्य देखभाल उपकरणों, वियरेवल सेंसरों और एआई और इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) में उपयोग की जाने वाली कुशल एज-कंप्यूटिंग तकनीकों में भी योगदान दे सकती है। पर्यावरण के प्रति संवेदनशील और ऊर्जा-कुशल कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्मों को सक्षम बनाकर, यह कार्य अगली पीढ़ी की सतत इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकियों के विकास में सहयोग प्रदान करता है।
