Дослідники з Університету Південної Каліфорнії розробили новий тип штучних нейронів, що відтворюють складні процеси роботи живих клітин мозку. Це відкриття може суттєво зменшити енергоспоживання комп’ютерних чипів і наблизити створення систем зі справжнім інтелектом, подібним до людського.

Нова технологія фізично повторює електрохімічні процеси, які відбуваються у мозку. Якщо звичайні комп’ютери лише імітують роботу нейронів математично, то ці штучні нейрони дійсно використовують рух атомів, як це відбувається у живих клітинах.

Команда під керівництвом професора Джошуа Янга створила нейрон на основі так званого «дифузного мемристора». Цей елемент працює не завдяки електронам, як стандартні чипи, а завдяки руху іонів — подібно до мозку людини.

«Навіть якщо іони у нашому пристрої не ті самі, що в біології, фізика дуже схожа», — пояснює Янг.

«Срібло легко рухається і дає нам динаміку, потрібну для імітації біологічної системи».

У мозку сигнали передаються електрично та хімічно. Коли імпульс доходить до синапсу, він перетворюється на хімічний сигнал і переходить до іншої клітини. У штучних нейронах цей процес повторений: замість іонів натрію чи калію, що працюють у людському мозку, використані срібні іони в оксиді.

Такі нейрони займають місце одного транзистора, тоді як у традиційних системах для цього потрібно десятки або сотні елементів. Це потенційно дозволить суттєво зменшити розмір чипів і їхню енерговитратність.

Сучасні комп’ютери здатні виконувати складні завдання, але витрачають багато енергії. Це особливо помітно при роботі штучного інтелекту. У той час мозок людини виконує ці завдання в мільярди разів ефективніше.

«Наші системи не недостатньо потужні — вони недостатньо ефективні. Вони використовують занадто багато енергії», — говорить Янг. «Мозок вчиться, рухаючи іони, і робить це дуже економно».

Для порівняння: людський мозок використовує приблизно 20 ватів, тоді як сучасні суперкомп’ютери — мегавати.

Науковці планують об’єднати багато таких штучних нейронів і перевірити, наскільки близько вони зможуть підійти до ефективності та можливостей мозку.

При цьому срібло, яке зараз використовується, не підходить для масового виробництва чипів, тому команда шукатиме альтернативні матеріали.

«Ми створюємо будівельні блоки, які можуть зменшити розмір і енергоспоживання чипів у рази», — каже Янг. «Попереду — можливість краще зрозуміти сам мозок».

Источник: techno.nv.ua