Компанія IBM створила штучні нейрони, що працюють на основі ефекту фазових переходів

Компанія IBM створила штучні нейрони, що працюють на основі ефекту фазових переходів


Акції та знижки відомих брендів
 

Акції та знижки відомих брендів! Детальніше...


Вчені із дослідницького підрозділу IBM в Цюрисі, використовуючи спеціалізовані енергоємні матеріали, створили штучні нейрони, робота яких максимально наближена до нейронів головного мозку. Ці штучні нейрони використовують ефект фазових переходів, тому їхній матеріал може стати основою нейроморфних обчислювальних систем, особливістю яких є ефективне рішення складних завдань із максимальною енергетичною ефективністю. Все це може бути зв’язане із штучним інтелектом, самонавчанням та обробкою в реальному часі великих обсягів різноманітних даних.

Основою нових штучних нейронів являється телурид сурми-германію, матеріал, що зазвичай використовується для виготовлення перезаписуваних Blu-ray дисків. Даний матеріал, як і йому подібні матеріали може знаходитися в одному із двох стабільних станів. В аморфному (без визначеної структури) і кристалічному (з упорядкованою структурою кристалічної решітки). Однак ці нейрони не зберігають інформацію в цифровому вигляді, як інші аналоги нейронів, що створені на базі традиційних електронних компонентів, транзисторів. Вони, так як і нейрони головного мозку зберігають інформацію у аналоговому вигляді (у вигляді значення електричного опору їх активної частини).

Компанія IBM створила штучні нейрони, що працюють на основі ефекту фазових переходів

Коли вчені подавали на штучний нейрон серію електричних імпульсів, то матеріал перейшов у кристалічний стан. Це призвело до формування аналогу нервового імпульсу, який виробляється звичайними нейронами. Велика кількість штучних нейронів, які об’єднані у відповідні ланцюги, можуть використовуватися для розпізнавання образів чи виявлення у реальному часі кореляції багатьох незалежних потоків даних, наприклад, потоків від різних метеорологічних датчиків, що знаходяться у різних місцях земної кулі та зв’язані один із одним через мережу інтернет. Також ланцюги із штучних нейронів можуть бути використані для пошуку кореляції в потоках даних абсолютно різних типів, наприклад, в потоках даних фінансових операцій і потоках даних, що черпаються із соціальних мереж.

Дослідниками компанії IBM був створений спеціальний чіп, на кристалі якого було розміщено сотні штучних нейронів, які можна було запрограмувати для виконання швидкої обробки складних сигналів. Ці нейрони витримали без втрати функціональності мільярди циклів перемикання та формування імпульсів. І цього достатньо для безперервної роботи і функціонування в нормальних умовах на протязі кількох років при частоті оновлення 100 Гц. Для перемикання стану одного штучного нейрону потрібна енергія 5 пікоджоулів, що дорівнює потужності 120 мікроват. І що в десятки мільйонів разів менше потужності, яка потрібна для роботи однієї лампочки розжарювання.  

Компанія IBM створила штучні нейрони, що працюють на основі ефекту фазових переходів

Захисти свій комп’ютер та смартфон

ESET NOD32

«Такі нейрони на основі ефекту фазового переходу, об’єднані з іншими нанорозмірними обчислювальними компонентами, такими як штучні синапси, можуть стати ключовими компонентами майбутніх компактних, ефективних і потужних нейроморфних процесорів» – розповідає Томас Тума (Tomas Tuma), – «А ці процесори, в свою чергу, стануть основою обчислювальних систем, здатних дуже швидко вирішувати завдання, які не під силу навіть, самим потужним сучасним комп’ютерам і з якими зараз може впоратися тільки мозок людини».

Джерело





Залишити відповідь