a) Rampos apvertimo temperatūros protokolas. Pagrindinės kilpos etiketės yra šios: ML1-W reiškia pagrindinę kilpą, kai pašildoma; ML1-C reiškia Major Loop One po aušinimo ir panašiai reiškia kitas pagrindines kilpas. Subkilpuose temperatūra pakartotinai keičiama nuo žemos temperatūros TLn = 59,5 °C iki aukštos temperatūros THn = 68 °C, iš viso n = 11 pilnų subkilpų. Juodos, raudonos/oranžinės, žalios, žalsvai mėlynos ir mėlynos spalvos kodai žymi tą pačią histerezės protokolo sritį skyduose (a–c). b) Vidutinio intensyvumo ir temperatūros histerezės kreivės visame skydelio (a) rampos apvertimo protokole. c) Vidutinis intensyvumas ir kadrų skaičius. Intensyvumas yra pilkos spalvos skalėje nuo 0 (juoda) iki 255 (balta), atsižvelgiant į apšvietimo pokyčius (išsamiau aprašyta kitur[19]). Šviesiai pilka punktyrinė linija seka vidutinį intensyvumą kiekvieno pogrupio pabaigoje. Įterpinys: vidutinio intensyvumo kiekvieno poskyrio pabaigoje (ty ties THn), palyginus su pogrupio indeksu n, suderinimas su eksponenciniu sodrumu. Laiko konstanta yra nτ = 3,1 ± 0,5 subkilpos. Šis padidėjimas gali būti matomas (b) ir (d) plokštėse kaip raudonos / oranžinės / žalios kreivių iškilimas. d) Mastelio keitimas, rodantis laipsnišką padidėjimą po kiekvieno vidutinio intensyvumo poskyrio aplink aukštos temperatūros posūkio tašką TH = 68 °C. Kreditas: Pažangios elektroninės medžiagos (2023). DOI: 10.1002/aelm.202300085 Technologijos vis labiau artėja prie itin spartaus kompiuterinio dirbtinio intelekto pasaulio. Tačiau ar pasaulis aprūpintas tinkama technine įranga, kad galėtų susidoroti su naujų dirbtinio intelekto technologinių proveržių darbo krūviu?
„Smegenų įkvėpti AI revoliucijos kodai daugiausia paleidžiami naudojant įprastą silicio kompiuterių architektūrą, kuri nebuvo tam skirta“, – aiškina 150-ąsias Purdue universiteto fizikos ir astronomijos profesorės Erica Carlson.
Bendromis fizikų iš Purdue universiteto, Kalifornijos San Diego universiteto (USCD) ir École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles (ESPCI) Paryžiuje, Prancūzijoje, tyrėjai mano, kad jie galėjo atrasti būdą, kaip pakeisti aparatinę įrangą imituojant. žmogaus smegenų sinapsės. Jie paskelbė savo išvadas „Erdviškai paskirstyta rampos atkūrimo atmintis VO2“, in Pažangios elektroninės medžiagos.
Naujos aparatinės įrangos paradigmos bus reikalingos, kad būtų galima susidoroti su sudėtingais rytojaus skaičiavimo pasiekimais. Pasak Carlsono, pagrindinio šio tyrimo teorinio mokslininko, „neuromorfinės architektūros žada mažesnio energijos suvartojimo procesorius, patobulintą skaičiavimą, iš esmės skirtingus skaičiavimo režimus, vietinį mokymąsi ir patobulintą modelio atpažinimą“.
Neuromorfinė architektūra iš esmės susideda iš kompiuterių lustų, imituojančių smegenų elgesį. Neuronai yra smegenų ląstelės, kurios perduoda informaciją. Neuronų galuose yra nedideli tarpai, kurie leidžia signalams pereiti iš vieno neurono į kitą ir vadinamos sinapsėmis. Biologinėse smegenyse šios sinapsės koduoja atmintį. Ši mokslininkų grupė daro išvadą, kad vanadžio oksidai rodo didžiulį pažadą neuromorfiniam skaičiavimui, nes jie gali būti naudojami dirbtiniams neuronams ir sinapsėms gaminti.
Šiame vaizdo įraše Carlsonas ir Zimmersas kalba apie įdomią neuromorfinių kvantinių medžiagų sritį. Kreditas: Quantum Coffee House „Disonansas tarp techninės ir programinės įrangos yra nepaprastai didelių mokymo energijos sąnaudų, pavyzdžiui, didelių kalbų modelių, tokių kaip ChatGPT, priežastis“, – aiškina Carlsonas. „Priešingai, neuromorfinės architektūros žada sumažinti energijos sąnaudas, imituodamos pagrindinius smegenų komponentus: neuronus ir sinapses. Nors silicis gerai saugo atmintį, medžiaga nėra lengvai pritaikoma neuronams.
„Galiausiai, norint pateikti veiksmingus, įmanomus neuromorfinius aparatūros sprendimus, reikia ištirti medžiagas, kurių elgesys kardinaliai skiriasi nuo silicio – tų, kurios gali natūraliai imituoti sinapses ir neuronus. Deja, konkuruojantys dirbtinių sinapsių ir neuronų projektavimo poreikiai reiškia, kad dauguma medžiagų yra geri sinaptoriai. žlunga kaip neurologai ir atvirkščiai. Tik nedaugelis medžiagų, dauguma jų kvantinės, turi įrodytą gebėjimą daryti abu.
Komanda rėmėsi neseniai atrastu nepastovios atminties tipu, kurį lemia pakartotinis dalinis temperatūros ciklas per izoliatoriaus ir metalo perėjimą. Ši atmintis buvo atrasta vanadžio oksiduose.
Alexandre’as Zimmersas, pagrindinis eksperimentinis mokslininkas iš Sorbonos universiteto ir École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles, Paryžius, aiškina: „Tik kelios kvantinės medžiagos yra tinkamos ateities neuromorfiniams įrenginiams, ty imituojančioms dirbtines sinapses ir neuronus. Pirmą kartą Viename iš jų, vanadžio dioksidas, optiškai matome, kas keičiasi medžiagoje, kai ji veikia kaip dirbtinė sinapsė. Pastebime, kad atmintis kaupiasi visame mėginyje, atverdama naujas galimybes, kaip ir kur valdyti šią savybę. “
„Mikroskopiniai vaizdo įrašai rodo, kad stebėtinai pakartotinis metalo ir izoliatoriaus domenų pažanga ir atsitraukimas priverčia atmintį kaupti visame pavyzdyje, o ne tik domenų ribose“, – aiškina Carlsonas. „Atmintis atrodo kaip vietinės temperatūros poslinkiai, kai medžiaga pereina iš izoliatoriaus į metalą kaitinant arba iš metalo į izoliatorių aušinant. Siūlome, kad šie vietinės perėjimo temperatūros pokyčiai kauptųsi dėl pirmenybės taškinių defektų sklaidos metaliniai domenai, kurie yra susipynę per izoliatorių, kai medžiaga perkeliama per perėjimą.”
Dabar, kai komanda nustatė, kad vanadžio oksidai yra galimi būsimų neuromorfinių prietaisų kandidatai, jie planuoja judėti į priekį kitame savo tyrimų etape.
„Dabar, kai sukūrėme būdą, kaip pamatyti šios neuromorfinės medžiagos vidų, galime lokaliai pakoreguoti ir stebėti, pavyzdžiui, jonų bombardavimo poveikį medžiagos paviršiui“, – aiškina Zimmersas. „Tai leistų mums nukreipti elektros srovę per tam tikrus mėginio regionus, kuriuose atminties efektas yra didžiausias. Tai gali žymiai pagerinti šios neuromorfinės medžiagos sinapsinį elgesį.”
Daugiau informacijos: Sayanas Basak ir kt., Erdviškai paskirstyta rampos apsukimo atmintis VO2, Pažangios elektroninės medžiagos (2023). DOI: 10.1002/aelm.202300085
Citata: Neuromorfiniai skaičiavimo tyrimai: komanda siūlo aparatinę įrangą, kuri imituoja žmogaus smegenis (2023 m. lapkričio 6 d.), gauta 2023 m. lapkričio 6 d. iš https://techxplore.com/news/2023-11-neuromorphic-team-hardware-mimics-human.html
Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.
