با ساخت یك سیناپس جدید
راه تكامل مغز مصنوعی هموار می گردد
با فناوری: محققان یك سیناپس جدید ساخته اند كه می تواند شكاف موجود در محاسبات نورومورفیك را پر كند و راه تكامل ˮمغز مصنوعیˮ را هموار سازد.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، محاسبات نورومورفیك از زمان پیدایش در دهه 80 میلادی تابحال برای محققان یك چالش بوده است. یك سیناپس جدید می تواند شكاف موجود در این فناوری را پر كند.
تحقیقات جدید "موسسه ملی استانداردها و تكنولوژی"(NIST) ممكن است كامپیوتر ها را چندین قدم به تحقق مغزهای مصنوعی نزدیك سازد.
تیم تحقیقاتی موسسه ملی استانداردها و تكنولوژی یك "سیناپس"(سوئیچ ابررسانا) را كه مانند همتای بیولوژیكی خود یاد می گیرد، ساخته اند. این سوئیچ می تواند پردازنده ها را به هم متصل كرده و دقیقا همانطور كه مغز انسان اطلاعات را ذخیره می كند، اطلاعات را در سیستم های كامپیوتری ذخیره كند.
پیشرفت كامپیوتر های شبیه به مغز، مثل یك داستان علمی-تخیلی است، اما مهندسی نورومورفیك در اواخر دهه 1980 میلادی این مورد را به واقعیت تبدیل كرد. این پیشرفت بعنوان آینده مغزهای دیجیتال برای دستگاه هایی مانند گوشیهای هوشمند، كامپیوتر ها و ربات ها در نظر گرفته می گردد.
تراشه های نورومورفیك همراه با برنامه نویسی هوش مصنوعی، با نیاز به قدرت بسیار كمتر و سیستم های كارآمدتر می توانند كلید محاسبات سریع تر باشند.
"مایك اشنایدر"(Mike Schneider)، فیزیكدان موسسه ملی استانداردها و تكنولوژی اظهار داشت: سیناپس ابداعی ما به انرژی پایین تری نسبت به سیناپس مغز انسان نیاز دارد و هیچ سیناپس مصنوعی دیگر كه انرژی كمتری استفاده نماید، وجود ندارد.
سیناپس ابداع شده توسط محققان موسسه ملی استانداردها و تكنولوژی(NIST) یك سوئیچ اتصال بین سیگنال ها الكتریكی ورودی و سیگنال های خروجی است.
این سیناپس ها به همان شیوه كه سیناپس انسان به سرعت بین دو سلول مغز سوئیچ می كند، عمل می كنند.
ابداع محققان NIST دارای یك طراحی داخلی قابل انعطاف است كه می تواند برپایه تجربه یا محیط تغییر كند.
محققان توضیح دادند كه هرچه سیگنال های الكتریكی كه بین پردازنده ها شلیك می شوند، بیشتر باشد، اتصال های تولید شده توسط سیناپس قوی تر خواهد بود و درست مانند همتایان واقعی خود، سیناپس های مصنوعی هم مدارهای قدیمی را همراه با تولید موارد جدید حفظ می كنند.
با این حال، بر خلاف سیناپس انسان، این سیناپس مصنوعی به صورت قابل توجهی سریع تر از مغز انسان حركت می كند. یك سلول مغزی 50 بار در ثانیه سیگنال الكتریكی شلیك می كند، در حالیكه سیناپس NIST یك میلیارد سیگنال در هر ثانیه با یك دهم انرژی مورد نیاز مغز انسان شلیك می كند.
محققان اندازه گیری كردند و دریافتند انرژی مورد نیاز این سیناپس مصنوعی كمتر از 1 اتوژول(attojoule) یعنی 10 به توان منفی 18 ژول است. این میزان انرژی كمتر از میزانی است كه به صورت طبیعی در دمای اتاق بعنوان انرژی پس زمینه یافت می گردد.
در حالت ایده آل، این سیناپس های جدید در كامپیوتر های نورومورفیك یافت خواهند شد كه به شدت به مواد ابررسانایی وابسته هستند. این سیناپس ها سبب می شوند كل سیستم كارآمدتر از سایر وسایل الكترونیكی باشد كه به ابررساناها متكی هستند.
علاوه بر این، همانطور كه محققان خاطرنشان می كنند، دستگاه های ابررسانا هم اكنون در چگونگی انتقال سیگنال همانند سلول های مغز انسان عمل می كنند، اما به لطف این سیناپس های جدید، قطعه گمشده دستیابی به مغز مصنوعی پیدا شده است.
این سیناپس همینطور از فناوری موسوم به "اتصال جوزفسون" استفاده می نماید. این اتصالات مواد ابررسانایی را با یك عایق بعنوان پركننده در تنگنا قرار می دهند(ساندویچ می كنند).
همانطور كه اشنایدر اشاره نمود، این اتصالات شامل 20 هزار نانوكلاستر منگنز و سیلیكون در هر میكرومتر مربع است. آنها به محققان كنترل مورد نیاز را اعطا كردند.
وی اضافه كرد: این ها اتصالات جوزفسون تنظیم شده هستند. ما می توانیم تعدادی از نانوكلاسترها را كنترل نماییم تا در یك جهت حركت كنند كه بر خواص ابررسانایی اتصال تاثیر می گذارند.
در نهایت، این سیناپس ها می توانند نقش مهمی را در تولید داده های پردازشی همزمان داشته باشند. كامپیوتر های نورومورفیك می توانند موج جدیدی از واقعیت با عنایت به افزایش نیاز به كامپیوتر های سریع تر با مصرف انرژی پایین تر باشند.
مقاله كامل این پژوهش در آخرین نسخه مجله Scientific Advances انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب