Mokslininkai kuria neuromorfinio kompiuterio komponentą

Smegenų lūžio taškai yra modeliuojami magnetinėmis bangomis, kurios yra sukuriamos ir paskirstomos mikroskopiniuose mažuose sūkuriniuose diskuose netiesiniais procesais. Paskola: HZDR / Sahneweiß / H Schultheich

Neuroniniai tinklai yra viena iš galingiausių dirbtinio intelekto (AI) priemonių. Jie imituoja žmogaus smegenų veiklą, gali patikimai atpažinti tekstus, kalbos vaizdus, ​​kai kuriuos iš jų pažymėti. Iki šiol jie dirbo su tradiciniais procesoriais adapterių pavidalu, tačiau ekspertai kuria alternatyvią idėją – „neuromorfinį kompiuterį“. Šiuo atveju smegenų, neuronų, suskaidymo taškai nėra modeliuojami programine įranga, bet rekonstruojami į aparatūros komponentus. Tyrėjų grupė Dresdeno-Rosendorfo „Helmholtz“ centras (HZDR) dabar parodė naują požiūrį į tokią aparatinę įrangą. Tikslinės magnetinės bangos generuojamos ir paskirstomos mikrometro dydžio vafliuose. Žvelgiant į ateitį, tai gali reikšti, kad optimizavimo užduotis, modelio atpažinimą galima atlikti greičiau, efektyviau naudoti energiją. Tyrėjai savo išvadas pristatė žurnale Fizinis laiškų rašymas,

Komanda savo tyrimus grindė mažu magnetiniu geležies nikelio disku, kurio skersmuo buvo tik keli mikrometrai. Aplink šį diską uždėtas auksinis žiedas. Kai per ją praeina kintama srovė gigahercų diapazone, ji skleidžia mikrobangas, kurios sužadina vadinamąsias besisukančias bangas diske. „Geležies nikelio elektronai sukasi, jie tarsi sukasi vietoje, o ne kaip besisukanti smailė“, – aiškina HZDR „Emmy Noether“ grupės „Magnons“ vadovas Helmutas Schultheichas. “Mes naudojame mikrobangų kuro impulsus, kad šiek tiek pakreiptume elektrono galiuką.” Tada elektronai perduoda šį trikdį savo kaimynams, todėl sukasi banga per medžiagą. Tokiu būdu informaciją galima perduoti labai efektyviai, nereikia perduoti elektronų, kas nutinka šių dienų kompiuterio lustuose.

Dar 2019 m. Schultheiß grupė atrado kai ką nepaprasto. Tam tikromis sąlygomis magnetinio sūkurio sukamą sukamą bangą galima padalyti į dvi bangas, kurių kiekvienos dažnis yra sumažintas. „Už tai atsakingi vadinamieji nelinijiniai efektai“, – aiškina Schultheicho partneris Lucasas Kurberis. “Jie įjungiami tik tada, kai apšvitinta mikrobangų krosnelė viršija tam tikrą ribą.” Toks elgesys leidžia manyti, kad besisukančios bangos yra perspektyvios dirbtinių neuronų kandidatės, nes stebina smegenų darbo paralelė. Šie neuronai užsidega, kai peržengiama tam tikra dirgiklio riba.

Mikrobangų krosnelė

Tačiau iš pradžių mokslininkams nepavyko labai tiksliai valdyti besisukančios bangos sukimosi. Kurberis paaiškina kodėl. „Kai mikrobangų krosnelę siuntėme į diską, buvo laiko pertrauka, kai besisukanti banga pasidalijo į dvi naujas bangas. Ir sunku buvo suvaldyti “. Taigi komanda turėjo pagalvoti apie problemą, kurią aprašė „Physical Review“ laiškuose. Be auksinio žiedo, šalia magnetinio vaflio yra maža magnetinė juosta. Trumpas mikrobangų signalas šiame sluoksnyje sukuria besisukančią bangą, kuri gali sąveikauti su besisukančia vaflio banga ir taip veikti kaip tam tikras masalas. Besisukanti bangos sluoksnyje banga greičiau pasidalija vafle. „Pakanka labai trumpo papildomo signalo, kad skilimas būtų greitesnis“, – paaiškina Kurberis. “Tai reiškia, kad dabar mes galime pradėti vėlavimo valdymo procesą”.

Tai reiškia, kad iš principo įrodyta, jog sukamųjų bangų vafliai tinka dirbtiniams aparatūros neuronams. Jie praeina kaip nervų ląstelės smegenyse ir gali būti tiesiogiai valdomi. „Kitas dalykas, kurį norime padaryti, yra sukurti mažą tinklą su mūsų besisukančių bangų neuronais“, – sako Helmutas Schultheichas. “Šis neuromorfinis tinklas turi atlikti paprastas užduotis, pavyzdžiui, atpažinti paprastus modelius.”

Veido atpažinimo և optimizavimas kovo mėnesį

Sniego rašto atpažinimas yra viena pagrindinių AI taikymų. Pavyzdžiui, atpažįstant veidą išmaniajame telefone, nereikia slaptažodžio. Norint, kad jis veiktų, reikia iš anksto apmokyti neuroninį tinklą, kuris apima didžiulę skaičiavimo galią ir didžiulį duomenų kiekį. Išmaniųjų telefonų gamintojai šį tinklą perkelia į specialią mikroschemą, kuri vėliau integruojama į mobilųjį telefoną. Tačiau lustas turi silpnybę. Tai nėra žoliapjovė, todėl negali atpažinti, pavyzdžiui, veidų, dėvinčių „Covid“ kaukę.

Tuo tarpu neuromorfinis kompiuteris taip pat galėtų išspręsti tokias situacijas. Skirtingai nuo įprastų lustų, jo komponentai nėra kieti laidai, bet veikia kaip smegenų nervinės ląstelės. „Dėl šios priežasties neuromorfinis kompiuteris vienu metu gali apdoroti tiek duomenų, kiek žmogus, todėl elektra yra efektyvi“, – sako Schultheichas. Be pavyzdžio atpažinimo, naujo tipo kompiuteris taip pat gali būti naudingas kitose ekonomiškai perspektyviose srityse optimizavimo užduotims atlikti, pavyzdžiui, didelio tikslumo išmaniųjų telefonų maršruto parinktuvai.

Nuorodos:

“Trijų magnetų padalijimo magnetiniame sūkuryje nevietinė stimuliacija”. L. Körber, K. Schultheiss, T. Hula, R. Verba, J. Fassbender, A. Kákay ir H. Schultheiss, lapkričio 12 d .; Fizinis laiškų rašymas,
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.207203:

K. Šultheiso, R. Verbos, F. Wehrmanno, K. Wagnerio, L. Körberio, T. Hulos, T. Hache, A. Kákay, AA Awado, V. Tiberkevičiaus, AN Slavino „Šnibždančių galerijos magnetų stimuliavimas magnetiniame sūkuryje“. , J. Fassbenderis, H. Schultheissas, 2019 m. Kovo 5 d., Fizinis laiškų rašymas,
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.122.097202:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Surasti povandeninį kalną šalia Kalėdų salos kaip Saurono akis

Autoriai: Philas Vandenbossche'as ir Nelsonas Kuna / CSIRO Kaip ir „Žiedų valdovo“ trilogijos Saurono akis, povandeninį vulkaną tyliai atskleidė kelių spindulių sonaras, esantis 3100 metrų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.