MIT מדענים עיצוב סינפסה מלאכותית עבור המוח כמו שבבי מחשב

Logitech Combo Touch: A "Magic Keyboard" Accessory for iPad Air!

Logitech Combo Touch: A "Magic Keyboard" Accessory for iPad Air!
Anonim

עידן חדש של מחשוב פשוט התקרב, כמו חוקרים יצרו את העיצוב ולהפעיל את הבדיקה המעשית הראשונה אי פעם עבור סינפסה מלאכותית שיכולה לאפשר למחשבים לשכפל כמה פונקציות החזקים ביותר של המוח.

בעוד המחשבים עשויים להיראות חזקים יותר מהמוח שלנו, אנחנו באמת יכולים להתמודד עם מגוון רחב בהרבה של אותות אפשריים מאשר "on" ו "off" של בינארי, הודות הסינפסות כי להתמודד עם הקשרים בין נוירונים.

שכפול יכולת זו במחשב דורש סינפסות מלאכותיות שיכולות לשלוח באופן מהימן את כל האותות השונים. כפי שהם מתארים בגיליון יום שני של כתב העת חומרי טבע, חוקרים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ביצעו את מה שהם מכנים המבחן המעשי הראשון אי פעם של סינפסה מלאכותית כזו, לשחרר את מה שמכונה מחשוב neuromorphic.

בעוד שהבדיקות התרחשו רק בסימולציות מחשב, הבדיקות היו מבטיחות. החוקרים השתמשו בתבניות הסינפסה המלאכותיות כדי לזהות דגימות שונות של כתב יד. הדמיון שהם הצליחו הצליח כמעט להתאים את מה שהאלגוריתמים המסורתיים הקיימים יכולים לעשות במונחים של דיוק - 95 לעומת 97 אחוזים - שהיא נקודת התחלה מרשימה לטכנולוגיה בינקות מוחלטת.

מחשבים דיגיטליים מסורתיים מסתמכים על איתות בינארי. ערך אחד פירושו "on", בעוד ערך של אפס פירושו "כבוי". מכיוון שמחשבים יכולים לבצע חישובים ספציפיים הרבה יותר מהר וביעילות רבה יותר ממה שאנחנו יכולים, קל להניח שגישה בינארית זו טובה יותר ממה שמתרחש המוח.

אבל את ההגדרה האנלוגית של 100 מיליארד נוירונים בתוך כל אחד מהמוחות שלנו הוא לטעון הרבה יותר מתוחכם. 100 טריליון סינפסות שמנהלות את הקשרים בין הנוירונים האלה לא פשוט שולחות אותות.

סוגים שונים ומספרים של יונים הזורמים על פני סינפסה נתון קובע כמה חזק האות הוא שולח נוירון מסוים, וכי ספקטרום של הודעות אפשריות אומר המוח שלנו יכול לפתוח מגוון רחב יותר של חישובים. אם מחשבים יכולים להוסיף סוג זה של מורכבות על הכלים שלהם כבר ניכר, אתה תהיה מסתכל על כמה מחשבים חזקים ברצינות - וגם הם לא צריכים להיות ענק או.

הנה הבעיה: לטבע יש כמה מיליארדי שנים כדי לשכלל את הסינפסות במוחנו ושל מינים אחרים. החוקרים רק מנסים ליצור את המקבילה הסינתטית לכמה שנים, ויש כמה מכשולים גדולים. הגדול ביותר הוא שכל סינפסה מלאכותית חייבת לשלוח בצורה מדויקת את אותו סוג של אות עבור כל קלט שהיא מקבלת, אחרת המורכבות פשוט מתדרדרת לתוהו ובוהו.

"ברגע שאתה מפעיל קצת מתח לייצג כמה נתונים עם הנוירון המלאכותי שלך, אתה צריך למחוק ולהיות מסוגל לכתוב את זה שוב באותו אופן", אמר קים. "אבל בתוך מוצק אמורפי, כשאתה כותב שוב, היונים ללכת בכיוונים שונים כי יש הרבה פגמים. זרם זה משתנה, וקשה לשלוט בו. זו הבעיה הכי גדולה - אי-אחידה של הסינפסה המלאכותית ".

החוקרים MIT אופטימיים העיצוב שלהם עשה התקדמות משמעותית על בעיה זו באמצעות חומר אחר, סיליקון יחיד גבישי שמנהל בצורה מושלמת ללא פגמים. בסימולציה, החוקרים תכננו סינפסות מלאכותיות על גבי בסיס זה באמצעות חומר טרנזיסטור סיליקון גרמניום, הם הצליחו ליצור זרמים שהשתנו רק כארבעה אחוזים בין סינפסות שונות. זה לא מושלם, אבל זה שיפור עצום על מה הושג בעבר.

לעת עתה, עבודה זו נותרת תיאורטית, ויש הבדל בין הוכחת תוצאות מבטיחות בסימולציה לבין התממשות במבחן ממשי של ממש. אבל קים וצוותו אופטימיים.

"זה פותח אבן דריכה כדי לייצר חומרה מלאכותית אמיתית", אמר.