Вчені створили крихітний пристрій, який навчається, як мозок: чим це корисно для ШІ

3 хвилин читання

Науковці створили крихітний електронний пристрій, який уміє навчатися подібно до людського мозку. Він поєднує в собі одразу обчислення, памʼять і здатність пристосовуватися. Такий підхід може зробити «залізо» для штучного інтелекту значно економнішим. Розробку представили дослідники з Вюрцбурзького університету в Німеччині, пише SciTechDaily.

Електроніка, що вчиться як мозок: вчені створили новий пристрій для ШІ. Фото: Jochen Thamm

Який пристрій може вчитися, як людський мозок 

  • Ідеться про один компонент наномасштабу, який залежно від того, як його підключити, може працювати як три різні елементи. 
  • Він здатен бути транзистором, тобто керувати струмом, мемристором, який зберігає інформацію через зміну електричного опору, або мемконденсатором, чия здатність накопичувати заряд залежить від попереднього стану
  • Через таку універсальність науковці назвали ці пристрої поліморфними. По суті, вони електронно відтворюють ключові функції нейронів і синапсів.
  • В основі лежать два матеріали: алюмінат лантану і титанат стронцію. Окремо кожен з них не проводить струм, але на межі між ними утворюється надтонкий провідний шар, яким можуть рухатися електрони.
  • Якщо цей шар «розкреслити», виходять мікроскопічні провідні доріжки, свого роду електронні магістралі.
  • Найцікавіше далі: електричний струм зміщує атоми кисню всередині структури й так змінює її опір. Саме ці зміни дозволяють «тренувати» пристрій електричними імпульсами, тобто він фізично запамʼятовує попередню активність, як це роблять синапси в мозку.

Підписуйтеся на наші соцмережі

Читайте також: У науково-технічному виданні AZoRobotics вийшов матеріал про проривну розробку дослідників з Університету RMIT. Йдеться про створення нового нейроморфного пристрою, який об'єднує можливості людського зору, реакції та пам’яті в одному компактному чіпі. Це не просто камера чи сенсор — це повноцінний функціональний модуль, здатний бачити рух, реагувати на нього й запам’ятовувати події, подібно до того, як це робить людський мозок. Ми підготували детальний виклад найважливішого — про технології, що лежать в основі цієї розробки, можливі сфери її застосування та перспективи розвитку.

Навіщо потрібен пристрій, схожий на людський мозок 

Головна перевага в тому, що обчислення, памʼять і адаптація зібрані в одному компоненті. У звичайних компʼютерах памʼять і обчислення розділені, тому дані доводиться постійно ганяти туди-сюди, а на це йде час і енергія. Пристрій, який вчиться прямо в собі, спрощує створення нейронних мереж «у залізі».

Потенційно це дало б змогу будувати енергоощадне «залізо» для ШІ й зменшити величезне споживання електрики під час навчання великих моделей. Про те, як мозкоподібні чипи знижують споживання енергії ШІ, Speka вже писала, як і про інший нейроморфний чип, що імітує мозок. 

Серед інших застосувань автори називають «самонавчальні» носимі сенсори, які відстежують пульс, тиск, температуру чи рівень цукру в крові й обробляють сигнали на місці.

Варто розуміти, що все це поки довгострокові цілі. Дослідники показали саме роботу базових електронних функцій, а не готову систему ШІ чи медичний сенсор, тож технологію ще треба доопрацьовувати. Чому питання енергії для галузі таке гостре, можна почитати в матеріалі про те, чи вистачить електрики для розвитку ШІ.