MIT Znanstvenici dizajniraju umjetni sinapsu za računalne čipove poput mozga

$config[ads_kvadrat] not found

Маклюра оранжевая - сезонно высылаем плоды

Маклюра оранжевая - сезонно высылаем плоды
Anonim

Nova era računanja tek se približila, jer su istraživači stvorili dizajn i proveli prvi praktični test za umjetnu sinapsu koja bi mogla omogućiti računalima da repliciraju neke od najmoćnijih i najzahtjevnijih funkcija mozga.

Iako se računala mogu činiti snažnija od naših mozgova, zapravo se možemo nositi s mnogo širim rasponom mogućih signala od "on" i "off" binarnog, zahvaljujući sinapsama koje upravljaju vezama između neurona.

Repliciranje te sposobnosti u računalu zahtijeva umjetne sinapse koje pouzdano mogu slati sve te suptilno različite signale. Kao što opisuju u časopisu u ponedjeljak Materijali prirode, istraživači na Tehnološkom institutu u Massachusettsu obavili su ono što nazivaju prvim praktičnim testom takve umjetne sinapse, oslobađajući takozvano neuromorfno računalstvo.

Iako su se testovi događali samo u računalnim simulacijama, testovi su obećavali. Znanstvenici su koristili umjetne sinapse kako bi prepoznali različite uzorke rukopisa. Simulacija koju su vodili uspjela je gotovo uskladiti ono što postojeći tradicionalni algoritmi mogu učiniti u pogledu točnosti - 95 naspram 97 posto - što je impresivna početna točka za tehnologiju u apsolutnom djetinjstvu.

Tradicionalna digitalna računala oslanjaju se na binarnu signalizaciju. Vrijednost jednog znači "uključeno", dok vrijednost nula znači "isključeno". Budući da računala mogu obavljati određene izračune mnogo brže i učinkovitije nego što možemo, lako je pretpostaviti da je ovaj binarni pristup bolji od onoga što se događa u našem mozak.

Ali analogna postavka 100 milijardi neurona unutar svakog mozga je vjerojatno mnogo sofisticiranija. 100 bilijuna sinapse koje upravljaju vezama između tih neurona ne šalju samo signale ili isključuju.

Različiti tipovi i brojevi iona koji prolaze kroz zadanu sinapsu određuju koliko jak signal šalje određenom neuronu, a taj spektar mogućih poruka znači da naš mozak može otključati mnogo veću raznolikost računanja. Ako bi računala mogla dodati takvu složenost svojim već postojećim alatima, gledali biste neke ozbiljno moćne strojeve - i ne bi trebali biti divovi.

Evo problema: Priroda je imala nekoliko milijardi godina da usavrši sinapse u našem mozgu i one drugih vrsta. Istraživači su samo nekoliko godina pokušavali stvoriti sintetički ekvivalent, a postoje i neki veliki kamen spoticanja. Najveće je da svaka umjetna sinapsa mora pouzdano poslati točno istu vrstu signala za svaki ulaz koji prima, jer inače zamršenost samo degradira u kaos.

"Jednom kada primijenite neki napon da biste predstavili neke podatke sa svojim umjetnim neuronom, morate izbrisati i moći ga ponovno napisati na isti način", rekla je Kim. “Ali u amorfnoj krutini, kad ponovno pišete, ioni idu u različitim smjerovima jer ima puno nedostataka. Ovaj se tok mijenja i teško ga je kontrolirati. To je najveći problem - neujednačenost umjetne sinapse."

Istraživači MIT-a optimistični su u njihovom dizajnu koji je napravio značajan napredak u ovom problemu koristeći drugačiji materijal, jednokristalni silicij koji savršeno ide bez grešaka. U simulaciji, znanstvenici su dizajnirali umjetne sinapse na ovoj podlozi pomoću zajedničkog tranzistorskog materijala silicijskog germanija, koji su mogli stvoriti struje koje su varirale samo oko četiri posto između različitih sinapsi. To nije savršeno, ali to je veliki napredak u odnosu na ono što je prethodno postignuto.

Za sada, ovaj rad ostaje teorijski, a postoji razlika između pokazivanja obećavajućih rezultata u simulaciji nasuprot ostvarenju toga u stvarnom testu iz stvarnog svijeta. Ali Kim i njegov tim su optimistični.

"To otvara kamen temeljac za proizvodnju pravog umjetnog hardvera", rekao je.

$config[ads_kvadrat] not found