Δευτέρα 2/3/2026 στις 10:00 πμ ,
παρουσίαση της διπλωματικής εργασίας του φοιτητή Ιώαννη Μανώλη
στην αιθουσα συνεδριάσεων στο κτίριο της νεας ΣΤΕΦ στο ισόγειο
ΤΙΤΛΟΣ
Σχεδιασμός και κατασκευή κυκλωματικής πλακέτας για προσομοίωση λειτουργίας συνάψεων και νευρώνων με εφαρμογές σε νευρομορφικούς υπολογιστές
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Η ραγδαία ανάπτυξη των εφαρμογών Τεχνητής Νοημοσύνης (Artificial Intelligence) έχει αναδείξει τους περιορισμούς της παραδοσιακής υπολογιστικής αρχιτεκτονικής von Neumann, ιδιαίτερα ως προς την υψηλή ενεργειακή κατανάλωση εξαιτίας της αναγκαίας μεταφοράς δεδομένων μεταξύ διακριτών μονάδων μνήμης και επεξεργασίας δεδομένων. Η εξέλιξη των νευρομορφικών υπολογιστικών συστημάτων (neuromorphic computing systems) έχει ενισχύσει την ανάγκη για ανάπτυξη καινοτόμων υπολογιστικών πλατφόρμων με βάση αντιστάσεις μνήμης (memristors), ικανές να προσομοιώνουν την λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου. Παρότι οι διατάξεις αντίστασης μνήμης παρουσιάζουν ελπιδοφόρες ιδιότητες, η κατασκευή τους παραμένει δαπανηρή και απαιτεί εξειδικευμένες εγκαταστάσεις και προηγμένο εξοπλισμό. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται ο πειραματικός σχεδιασμός και η υλοποίηση σε τυπωμένο κύκλωμα (Printed Circuit Board – PCB) του μοντέλου Chua Corsage Memristor (CCM), με στόχο τη δημιουργία μιας σταθερής πλατφόρμας για την προσομοίωση νευρομορφικών συμπεριφορών ανώτερης τάξης (higher-order neuromorphic behaviors). Το υλοποιημένο κύκλωμα αναπαρήγαγε επιτυχώς τον χαρακτηριστικό εστιασμένο βρόχο υστέρησης (pinched hysteresis loop) ενός πτητικού μέμριστορ (volatile memristor). Μέσω της ενίσχυσης της τοπολογίας του CCM με πρόσθετα παθητικά στοιχεία (passive components), το σύστημα επέδειξε νευρομορφικές αποκρίσεις τρίτης τάξης, συμπεριλαμβανομένων των φαινομένων ριπής (bursting), πυροδότησης λόγω αναστολής (inhibition-induced spiking), καθώς και συμπεριφορές αναλγησίας (refractory) και ολοκληρωτή (integrator). Επιπλέον, το σύστημα επεκτάθηκε με ένα κύκλωμα οπτικού ελέγχου (optical control) βασισμένο σε φωτοαντίσταση (Light-Dependent Resistor – LDR) και διπολικό τρανζίστορ επαφής (NPN Bipolar Junction Transistor). Η επέκταση αυτή επιτρέπει την ελεγχόμενη διαμόρφωση, καθώς και την πλήρη καταστολή των νευρομορφικών φαινομένων χωρίς τροποποίηση της βασικής δομής του CCM. Συνολικά, η προτεινόμενη υλοποίηση σε PCB καταδεικνύει ότι η σύνθετη μνημονική και νευρομορφική δυναμική μπορεί να επιτευχθεί αποτελεσματικά με χρήση διακριτών παθητικών ηλεκτρονικών στοιχείων (discrete components), προσφέροντας μια πρακτική και πειραματικά προσβάσιμη εναλλακτική επιλογή τόσο για την εργαστηριακή έρευνα αλλά και την εκπαιδευτική διαδικασία.