Cat Brain Inspireerib Tuleviku Arvuteid

{h1}

Elektroonilised seadmed, mis imiteerivad, kuidas ajurakud kassi töös võivad arvutid ühel päeval õppida ja tunda rohkem teavet nagu inimesed teevad.

Elektroonilised seadmed, mis imiteerivad, kuidas ajurakud kassi töös võivad arvutid ühel päeval õppida ja tunda rohkem teavet nagu inimesed teevad.

Sellised ajulaadsed seadmed võivad teha keerukamaid otsuseid ja täita rohkem ülesandeid samaaegselt tavapäraste arvutitega, lisanduvad teadlased.

"Me ehitame arvutit samamoodi, kui loodus loob aju," ütles Michigani ülikooli teadur Wei Lu.

Mikrokiibid tuginevad tavaliselt transistoridele, mis on sisuliselt lülitid, mis suudavad fikseerida või välja lülitada, et esitada andmeid binaarsete numbrite või bittidega 0 ja 1.

Vahendid, mida Michigani ülikooli uurijad arendavad, kasutavad "memristoreid". Need vooluahela elemendid, erinevalt teistest, kannavad mälestusi oma minevikust: kui lülitate seadme pinge välja, siis mäletavad memristorid seda, kui palju see oli varem ja kui kaua.

Memristoride olemus muudab nad väga sarnaselt sinakestega, mis ühendavad ajurakke või neuroneid. Synapsid on ümberkonfigureeritavad lülitid, mis võivad moodustada tuhandeid neuroneid ühendavaid rajasid ja nagu memristorid, mäletavad nad neid teid, mis põhinevad nende neuronite elektriliste signaalide tugevusel ja ajastusel.

Üks maailma kõige keerukamaid superarvutiid - Dawn Lawrence'i Livermorei rahvuslikus laboris - võib simuleerida 1 miljardit neuronit ja 10 triljoni sünapssi, ületades kassi aju ulatust. Kuid see on massiivne masin, millel on üle 140 000 kesksüsteemi, mis vajab miljardit vatti elektrit ja see ikkagi 100-1000 korda aeglasem kui kassi aju.

Tavapärases arvutis paiknevad loogika ja mälu elemendid ahela eri osades ja iga element ühendatakse ainult käputäis naabritega ahelas. Selle tulemusena töötavad tavapärased arvutid lineaarselt, rida joonega, muutes need suurepäraseks suhteliselt lihtsate ülesannete täitmisel piiratud muutujatega.

Mitmekordne ülesanne

Aju, teisest küljest, saab sooritada mitmeid toiminguid samaaegselt või paralleelselt. See võimaldab meil koheselt nägu tuvastada, kuid isegi superarvuti võtab palju rohkem aega ja tarbib palju rohkem energiat proovides.

Nüüd on Lu kasutanud memristoreid tavapäraste ahelate ühendamiseks aju jäljendamiseks.

"Idee on kasutada täiesti erinevat paradigmat võrreldes tavapäraste arvutitega," selgitas ta.

Süsteem Lu ja tema kolleegid on välja töötanud, mis ühendab kaks elektronmõudu koos ühe memristoriga, mis jäljendab kahte neuronit ja sünapsi, on võimeline mälu ja õppimise protsessi, kasutades "spike-ajastusega sõltuva plastilisuse" esoteerilist nime. See viitab neuronitevaheliste ühenduste võimele tugevneda, kui neid stimuleeritakse üksteise suhtes, ja peetakse imetaja aju mälu ja õppimise aluseks.

Täpsemalt näitasid teadlased, et nad võivad oma süsteemile rakendatava pinge kestust ja järjestust muuta elektrijuhtivuse taseme järkjärguliseks suurendamiseks või vähendamiseks.

"Meie ajudes muudavad sarnased muutused sünapsi juhtivuses sisuliselt pikaajalist mälu," ütles Lu.

Teadlased püüavad elektrilise aju nii tark kui kass, näiteks see, kes saab välja selgitada lühima marsruudi esiuksest diivani majas, mis on täis mööbli aja pärast, isegi kui üks kord kolib diivani iga kord.

"Võin ette kujutada, et Kaitseministeerium võib olla huvitatud selliste arukate arvutite paigutamisest relvadele või mehitamata sõidukitele, nagu dronid, nii et nad saaksid teha otsuseid otse, ilma et oleks vaja pilte kontrolleritesse tagasi saata ja käske oodata," ütles Lu.

Järgmine samm on ehitada suuremat süsteemi koos sadade kunstlike neuronite ja memristori sünappetega, ütles Lu. Lõppeesmärk oleks saavutada superarvuti keerukus masinas kaheliitrise sooda pudeli suuruses.

"Nüüd on võimalik ehitada aju-sarnane arvuti elektrooniliste komponentide abil, nimelt transistorid ja memristorid," ütles Lu TechNewsDaily.

Mitte ainult superarvutid saavad sellest kasu

Lisaks arvutite väljatöötamisele, mis käituvad rohkem nagu ajud, võivad memristorid aidata ka tavapärastel arvutitel jätkuvalt sammu pidada Moore'i seadusega, milles öeldakse, et arvutusvõimsus peaks kahekordistuma iga kahe aasta järel keskmiselt.

Ajakirja Nature loodusdirektiivi 8. aprilli uuringus ilmnes, et Hewlett-Packard Laboratories'i teadlased näitasid, et memristorid võivad arvutusi teha, mis tähendab, et loogilised funktsioonid võivad toimuda kiipides, kus andmeid säilitatakse, selle asemel, et neid eristada spetsialiseeritud keskseadmelt, nagu ka praegune tava.

Teisisõnu, arvutusvõimsuse edasine kasv ei pruugi tuleneda toorprotsessorite kiiruse suurenemisest, vaid "arvutitegevuse kasvu suurenemisest selle asemel," ütles Lu.

Lu ja tema kolleegid kirjeldavad oma järeldusi ajakirja aprillikuu numbris Nano tähed.

  • 10 põhjalikke uuendusi
  • Uued transistorid imiteerivad inimese aju sünapsi
  • Hiirest kaugemale: viis võimalust tulevaste arvutite ühendamiseks


Video Täiendada: ZEITGEIST: MOVING FORWARD | OFFICIAL RELEASE | 2011.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com