Искусственные нейроны имитируют сложные способности мозга для вычислений ИИ нового поколения

Искусственные нейроны имитируют сложные способности мозга для вычислений ИИ нового поколения
12:30, Май 10, 2023 Исследователи создали атомарно тонкие искусственные нейроны, способные обрабатывать как световые, так и электрические сигналы для вычислений. Материал позволяет одновременное существование отдельных путей прямой и обратной связи в нейронной сети, повышая способность решать сложные проблемы. На протяжении десятилетий ученые изучают, как воссоздать универсальные вычислительные возможности биологических нейронов для разработки более быстрых и энергоэффективных систем машинного обучения. Один из многообещающих подходов включает использование мемристоров: электронных компонентов , способных сохранять значение путем изменения своей проводимости, а затем использовать это значение для обработки в памяти. Однако ключевой проблемой при воспроизведении сложных процессов биологических нейронов и мозга с использованием мемристоров была сложность интеграции нейронных сигналов как прямой, так и обратной связи. Эти механизмы лежат в основе нашей когнитивной способности обучаться сложным задачам, используя поощрения и ошибки. Группа исследователей из Оксфордского университета, IBM Research Europe и Техасского университета объявила о важном подвиге: разработке атомарно тонких искусственных нейронов, созданных путем наложения двумерных (2D) материалов. Результаты опубликованы в журнале Nature Nanotechnology . В ходе исследования исследователи расширили функциональность электронных мемристоров, сделав их чувствительными как к оптическим, так и к электрическим сигналам. Это позволило одновременное существование отдельных путей прямой и обратной связи в сети. Это продвижение позволило команде создать нейронные сети по принципу «победитель получает все»: программы вычислительного обучения с потенциалом для решения сложных задач машинного обучения, таких как неконтролируемое обучение в задачах кластеризации и комбинаторной оптимизации. 2D-материалы состоят всего из нескольких слоев атомов, и этот тонкий масштаб придает им различные экзотические свойства, которые можно точно настроить в зависимости от того, как материалы уложены слоями. В этом исследовании исследователи использовали набор из трех 2D-материалов — графена, дисульфида молибдена и дисульфида вольфрама — для создания устройства, которое показывает изменение своей проводимости в зависимости от мощности и продолжительности света/электричества, которое на него светит. В отличие от цифровых запоминающих устройств, эти устройства являются аналоговыми и работают аналогично синапсам и нейронам в нашем биологическом мозге. Аналоговая функция позволяет проводить вычисления, когда последовательность электрических или оптических сигналов, посылаемых на устройство, приводит к постепенным изменениям количества сохраненного электронного заряда. Этот процесс формирует основу для пороговых режимов нейронных вычислений, аналогично тому, как наш мозг обрабатывает комбинацию возбуждающих и тормозных сигналов. Ведущий автор доктор Гази Сарват Сайед, научный сотрудник IBM Research Europe Switzerland, сказал: «Это очень захватывающая разработка. В нашем исследовании представлена ​​новая концепция, которая превосходит фиксированную операцию прямой связи, обычно используемую в современных искусственных нейронных сетях. потенциальные приложения в аппаратном обеспечении ИИ, эти текущие результаты проверки принципа демонстрируют важный научный прогресс в более широких областях нейроморфной инженерии и алгоритмов, позволяя нам лучше эмулировать и понимать мозг». Д-р Сайед и д-р Инцю Чжоу (студенты докторской степени и коллеги по лаборатории в Оксфорде) проводили экспериментальную работу . По словам доктора Чжоу, в настоящее время занимающего постдокторскую степень в Датском техническом университете, их реализация захватывает основные компоненты биологического нейрона с помощью оптоэлектронной физики низкоразмерных систем. Они отмечают, что мы создали атомарно резкие полупроводниковые переходы благодаря конструкции нашего стека гетероструктур. Стек специально обеспечивает гетеропереход, который действует как мембрана нейрона, в то время как графеновые электроды, которые контактируют с гетеропереходом, служат нейрональной сомой. Таким образом, состояние нейронов представлено в соме, но модифицировано изменениями в мембране, как и в настоящих нейронах. Поскольку развитие приложений искусственного интеллекта растет в геометрической прогрессии, требуемая вычислительная мощность опережает разработку нового оборудования на основе традиционных процессоров. Существует острая необходимость в исследовании новых методов, включая работу соведущего автора профессора Хариша Бхаскарана в Лаборатории перспективных наномасштабных разработок Оксфордского университета и в лаборатории IBM Research в Цюрихе. Профессор Бхскаран сказал: «Вся эта область очень интересна, поскольку инновации в области материалов, инновации в устройствах и новое понимание того, как их можно творчески применять, должны собраться воедино. Эта работа представляет собой новый набор инструментов, исследующий возможности 2D-материалов, не в транзисторах, а в новых вычислительных парадигмах». Соавтор, профессор Джейми Уорнер из Техасского университета в Остине, сказал: «Об использовании таких 2D-структур в вычислениях говорят уже много лет, но только сейчас мы, наконец, видим отдачу после более чем семи лет разработки. 2D-монослои в масштабе пластины в сложные ультратонкие оптоэлектронные устройства, это позволит начать новые подходы к обработке информации с использованием 2D-материалов, основанных на промышленно масштабируемых методах изготовления». «Наши результаты носят скорее исследовательский характер, чем фактические демонстрации на системном уровне», — говорит доктор Сайед. «Хотя мы стремимся расширить эту концепцию в будущем, мы убеждены, что наши текущие результаты проверки принципа демонстрируют важный научный интерес в более широких областях нейроморфной инженерии, что позволяет нам лучше эмулировать и понимать мозг». Профессор Бхаскаран отмечает, что захватывающие исследовательские разработки важны для будущих инноваций, но это не та технология, которую следует ожидать в своих мобильных телефонах в ближайшие два года....
Читать полный текст на android-robot.com  

Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

ARM представила ядра Cortex-X4, Cortex-A720 и Cortex-A520 для нового поколения мобильных процессоров

ARM представила ядра Cortex-X4, Cortex-A720 и Cortex-A520 для нового поколения мобильных процессоров ARM представила новые вычислительные ядра Cortex-X4, Cortex-A720 и Cortex-A520 для следующего поколения мобильных процессоров. Компания заявляет, что новинки обеспечат более высокую производительность и энергоэффективность по сравнению с предшественниками. Также анонсировано пятое поколени …

Интернет и Игры 05:50, Май 31, 2023 | thecommunity.ru
Лекарство от болезни Паркинсона защитило нейроны пациентов с БАС

Лекарство от болезни Паркинсона защитило нейроны пациентов с БАС Противопаркинсонический препарат ропинирол испытан при боковом амиотрофическом склерозе в рамках исследования 1/2а фазы. Прием ропинирола в течение 24 недель повысил физическую активность пациентов в сравнении с плацебо, но не замедлил прогрессирование болезни. Исследование действия ропини …

Наука 12:00, Июнь 2, 2023 | nplus1.ru
Воспаление мозга и даже смерть: ТОП-5 опасных инфекций на курортах

Воспаление мозга и даже смерть: ТОП-5 опасных инфекций на курортах Отправляясь в отпуск, многие туристы расслабляются и даже не думают о высоком риске опасных заболеваний. Существует целый ряд болезней, которым заражаются именно отдыхающие. Чтобы долгожданный отдых не превратился в мучения и спринты по врачам, вам следует знать вирусных врагов в лицо. Рот …

Новости 21:00, Апрель 14, 2023 | 5-tv.ru
Будущее вычислительной техники  ученые представили компьютеры с ИИ, работающие на клетках мозга

Будущее вычислительной техники – ученые представили компьютеры с ИИ, работающие на клетках мозга Мозг использует около 20% всего кислорода и калорий, потребляемых организмом, хотя он составляет всего 2% массы тела. С момента появления компьютеров в нашей жизни – она значительно изменилась. Сегодня мы не можем представить свою жизнь без вычислительных машин. Однако технологии продолжаю …

Наука и Технологии 11:20, Апрель 25, 2023 | hi-news.ru
Мощный ассистент для мультизадачной жизни  ThinkBook 16p 2-го поколения

Мощный ассистент для мультизадачной жизни — ThinkBook 16p 2-го поколения Компания Lenovo представила на украинском рынке ноутбук бизнес линейки — ThinkBook 16p G2. Устройство продумано и создано для тех, кто требует от ноутбука подлинной надежности и мощности в каждой задаче. Новинка оснащена 8-ядерным процессором AMD Ryzen™ 9 5900HX, с которым можно создавать …

Гаджеты 07:30, Май 12, 2023 | itbukva.com
Ampere выпускает 192-ядерный серверный процессор следующего поколения

Ampere выпускает 192-ядерный серверный процессор следующего поколения Новый чип AmpereOne с числом ядер до 192 и специальной конструкцией, совместимой с ARM, предназначен для поставщиков облачных услуг и предприятий, создающих собственные частные облака. Ampere Computing, начинающий производитель микросхем, возглавляемый бывшим президентом Intel Рене Джеймсо …

Наука и Технологии 18:50, Май 26, 2023 | android-robot.com
Ученые создают топливный элемент нового типа

Ученые создают топливный элемент нового типа Как и батареи, топливные элементы производят энергию посредством электрохимического процесса. В отличие от батареек, они не разряжаются и не требуют подзарядки. Однако потенциальные преимущества топливных элементов нивелируются проблемами, которые включают стоимость, производительность и д …

Hardware 18:40, Апрель 6, 2023 | android-robot.com
Особенности нового техрегламента о безопасности мяса птицы

Особенности нового техрегламента о безопасности мяса птицы С 01 января 2023 года введен в действие ТР ЕАЭС 051/2021. Технический регламент устанавливает правила распространения мяса птицы и пищевых изделий из него. Нормативный документ актуален для всех стран экономического союза (ЕАЭС). На какую продукцию распространяется техрегламент? В сферу ре …

Новости 13:10, Май 5, 2023 | 443000.ru
Появились фотографии нового бюджетного кроссовера Honda

Появились фотографии нового бюджетного кроссовера Honda Индийское издание Autocar India, которое публикует шпионские снимки с дорожных испытаний новинки, прочит ей в конкуренты Hyundai Creta и отмечает, что модель была разработана специально для развивающихся рынков. Пока безымянный японский кроссовер должен дебютировать в течение ближайших мес …

Авто / Мото 10:40, Март 29, 2023 | motor.ru
В Курске открылся магазин обуви нового формата ZENDEN

В Курске открылся магазин обуви нового формата ZENDEN В Курске заработал усовершенствованный мультибрендовый магазин федеральной сети ZENDEN, где можно приобрести качественную обувь по доступным ценам. Организаторы рады сообщить, что ZENDEN - это не просто магазин, а место, где вы найдете современные модели на любой вкус и для любого случая. …

Новости 21:30, Май 19, 2023 | takt-tv.ru
Шестиколесный пикап на базе нового Гелика продадут на аукционе

Шестиколесный пикап на базе нового «Гелика» продадут на аукционе Аукционный дом Bring & Trailer выставил на продажу доработанный Mercedes-AMG G 63 образца 2019 года. Проект трансформации внедорожника в грузовичок — дело рук американского ателье Apocalypse. Специалисты постарались сделать новый «Гелендеваген» похожим на историческую спецверсию 2014 года. …

Авто / Мото 21:10, Май 7, 2023 | motor.ru
Компания Volkswagen показала на видео салон нового электрического седана ID.7

Компания Volkswagen показала на видео салон нового электрического седана ID.7 Ролик появился на официальной странице марки на YouTube.com за сутки до премьеры, намеченной на 17 апреля. В 15-секундном видео раскрыли интерьер новинки: можно заметить атмосферную подсветку, аудиосистему Harman Kardon, рулевое колесо и селектор трансмиссии, как у «младшего» ID.4, а также …

Авто / Мото 12:10, Апрель 17, 2023 | motor.ru
Компания Geely показала интерьер нового кроссовера с техникой Volvo

Компания Geely показала интерьер нового кроссовера с техникой Volvo Журналистам портала Autohome удалось познакомиться с предсерийным Lynk & Co 08: фотографам показали все детали интерьера и позволили заглянуть в багажник. Особенности «восьмёрки»: безрамочные двери, аудиосистема Harman Kardon с гигантскими динамиками повсюду, 92-дюймовый(!) проекционный эк …

Авто / Мото 01:30, Март 27, 2023 | motor.ru