Разработано компьютерное устройство, способное учиться по ассоциации, как человеческий мозг
Ученые из Северо-Западного университета (США) и Гонконгского университета разработали вычислительное устройство, которое обучается на ассоциациях, подобно человеческому мозгу.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, коротко о нем рассказывает TechXplore.
«Нынешние компьютерные системы работают так, что память и логика физически разделены, — рассказали исследователи. — Вы выполняете вычисление и отправляете эту информацию в блок памяти. Затем каждый раз, когда вы хотите получить эту информацию, вы должны ее вызывать. Если мы сможем объединить эти две отдельные функции, мы сможем сэкономить место и сэкономить на энергозатратах».
Для этого были разработаны органические электрохимические «синаптические транзисторы», которые одновременно обрабатывают и хранят информацию, как человеческий мозг. Обладая такими способностями, схема из таких транзисторов-синапсов потенциально может преодолеть ограничения традиционных вычислений и имеет более высокую отказоустойчивость.
В головном мозге синапс — это структура, через которую нейрон может передавать сигналы другому нейрону, используя молекулы-нейротрансмиттеры. В синаптическом транзисторе ионы ведут себя так же, как нейротрансмиттеры, передавая сигналы по искусственному синапсу.
Исследователи подключили одиночные синаптические транзисторы в нейроморфную цепь для имитации ассоциативного обучения. Они интегрировали в схему датчики давления и света и обучили схему связывать два несвязанных физических входа (давление и свет) друг с другом.
После первого тренировочного цикла схема установила первоначальную связь между светом и давлением. После пяти тренировочных циклов схема в значительной мере научилась ассоциировать свет с давлением: свет вызывал «рефлекторный отклик».
Поскольку синаптическая схема сделана из мягких полимеров, ее можно изготовить на гибких листах и легко интегрировать в носимую электронику, интеллектуальную робототехнику и имплантируемые устройства, которые напрямую взаимодействуют с живой тканью, в том числе и с мозгом.
Фото: Xudong Ji et al.
Ученый рассказал, как создать космонавтов-киборгов
Бионическая рука виртуозно обращается с хрупкими предметами
