Táto umelá synapsa môže v ľudskom mozgu prebehnúť miliónkrát rýchlejšie ako tie

Ilustrácia zobrazujúca analógový procesor hlbokého učenia. (Štúdio Ella Maru/Murat Onen)

Zatiaľ čo ešte nie sme blízko k replikácii zložitosti a zložitosti ľudského mozgu niečím umelým, vedci robia pokrok s určitými špecializovanými zariadeniami – ako je napríklad novovyvinutý programovateľný odpor.

Rezistory môžu byť použité na vytvorenie analógových neurónových sietí umela inteligencia systémy, založené na štruktúre navrhnutej tak, aby napodobňovala ľudský mozog.

Toto najnovšie zariadenie dokáže spracovať informácie približne miliónkrát rýchlejšie ako mozgové synapsie, ktoré spájajú neuróny.



Umelá synapsia je určená najmä na použitie v analógovom hlbokom učení, čo je prístup k pokroku AI, ktorý zvyšuje rýchlosť a zároveň znižuje spotrebu energie – čo je dôležité pre cenovú dostupnosť, ako aj požiadavky na prírodné zdroje planéty.

Kľúčom k významným zlepšeniam tohto najnovšieho odporu je použitie špeciálne vybraného a účinného anorganického materiálu. Tím, ktorý stojí za projektom, hovorí, že zisky v rýchlosti učenia AI neurónovej siete budú veľké.

„Keď budete mať analógový procesor, už nebudete trénovať siete, na ktorých pracujú všetci ostatní,“ hovorí počítačový vedec Murat Onen z Massachusettského technologického inštitútu (MIT).

„Budete trénovať siete s bezprecedentnou zložitosťou, ktorú si nikto iný nemôže dovoliť, a preto ich všetky výrazne prevýši. Inými slovami, toto nie je rýchlejšie auto, toto je vesmírna loď.“

Základom predmetného anorganického materiálu je fosfosilikátové sklo (PSG) – oxid kremičitý s prídavkom fosforu. Používa sa ako pevný elektrolyt v rezistore a jeho póry nanometrov umožňujú protónom prechádzať cez neho nikdy predtým nevídanou rýchlosťou, keď sa na nastavenie použijú impulzy 10 voltov.

Ešte lepšie je, že PSG možno vyrábať pomocou rovnakých výrobných techník, ktoré sa používajú na výrobu kremíkových obvodov. To by malo uľahčiť integráciu do existujúcich výrobných procesov bez výrazného zvýšenia nákladov.

V mozgu sú synapsie zosilnené alebo oslabené, aby mohli kontrolovať tok signálov a iných informácií. Tu má rovnaký účinok riadenie pohybu protónov na ovplyvnenie elektrickej vodivosti. Je rýchly, spoľahlivý a všetko môže fungovať pri izbovej teplote, vďaka čomu je aj praktickejší.

'Rýchlosť bola určite prekvapivá,' hovorí Onen .

„Za normálnych okolností by sme takéto extrémne polia neaplikovali na zariadenia, aby sa nepremenili na popol. Namiesto toho však protóny skončili obrovskými rýchlosťami naprieč zásobníkom zariadení, konkrétne miliónkrát rýchlejšie v porovnaní s tým, čo sme mali predtým.

„A tento pohyb nič nepoškodí vďaka malej veľkosti a nízkej hmotnosti protónov. Je to skoro ako teleportovanie.“

Obrovský potenciál je tu pre oveľa rýchlejší tréning AI s použitím menšieho množstva energie. Aby sa vytvorila funkčná neurónová sieť, rezistory by boli naskladané do polí v štýle šachovnice, ktoré možno prevádzkovať paralelne, aby sa zvýšila rýchlosť.

Pokiaľ ide o ďalší krok, výskumníci budú musieť vziať to, čo sa naučili o vývoji tohto odporu, a prispôsobiť ho tak, aby sa dal vyrábať vo väčšom meradle. Nebude to ľahké, ale tím je presvedčený, že sa to dá.

Konečný výsledok by sa dal vidieť v systémoch AI, ktoré preberajú úlohy, ako je identifikácia toho, čo je na obrázkoch alebo spracovanie prirodzených hlasových príkazov.

Čokoľvek, kde sa umelá inteligencia musí učiť analyzovaním obrovského množstva údajov, by sa mohlo potenciálne zlepšiť. To sa vzťahuje aj na oblasti, ako sú samoriadiace autá aanalýza lekárskeho obrazutiež.

Ďalšia štúdia umožní začlenenie týchto odporov do skutočných systémov a prekonanie potenciálnych prekážok výkonu, ktoré v súčasnosti obmedzujú napätie, ktoré možno použiť.

'Cesta vpred bude stále veľmi náročná, no zároveň je veľmi vzrušujúca,' hovorí počítačový vedec a autor štúdie Jesús del Alamo , z MIT.

Výskum bol publikovaný v r Veda .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.