Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Нейронные сети

Ученые Технического университета Эйндховена (Нидерланды) создали энергонезависимое органическое электромеханическое устройство, имитирующее поведение синапсов мозга, со всеми их достоинствами и недостатками.

Нейронные сети, особенно по сравнению с мозгом человека или даже любого другого живого существа, не так уж хороши. Ученые пытаются перенять преимущества мозга, отказавшись от его недостатков, но, возможно, они искали не там. По крайней мере, работа нидерландских ученых свидетельствует о том, что единственный способ сделать нейронную сеть похожей на мозг — это принять его недостатки, пишет ArsTechnica.

Мозг обладает двумя чертами, которых нет у неорганического компьютера. Первая — он в высшей степени сопряжен. Каждый нейрон может быть соединен с большим числом других нейронов, и не только с соседними. Это и делает мозг таким мощным вычислительным инструментом. Второе — мозг очень эффективен. Синапс — соединение двух нейронов — потребляет максимум 100 фемтоджоулей за событие, а все тело человека эквивалентно 120-ваттной лампочке. Однако, эти преимущества имеют свою цену. Каждый синапс работает всего несколько раз в секунду. По сравнению с неорганическими устройствами, которые могут переключаться миллионы раз в секунду, это маловато.

Нидерландские ученые разработали новое устройство, похожее на упрощенный синапс. Три молекулы сформировали нечто вроде протяженной окислительно-восстановительной пары. В такой системе, когда подается напряжение, заряд переносится с одной молекулы на другую. Этот заряд отнимает у третьей молекулы водород, и проводимость полимера падает. Отрицательное напряжение обращает этот эффект вспять, перенося водород обратно и повышая проводимость. Преимущества такого подхода в том, что двигаются только водород и электроны, и все происходит гораздо быстрее, чем в традиционных органических мемристорах, которые обычно требуют передвижения всей молекулы.

Второй плюс в том, что проводимость меняется линейно, с атомами водорода, которые могут двигаться только тогда, когда напряжение достигает определенного уровня. Поэтому для изменения проводимости надо только определенное время подавать импульс напряжения. Это легко масштабировать для большого числа молекул в одном устройстве. Именно так и работают синапсы. А поскольку каждая молекула меняет зарядовое состояние только на один электрон, молекулы не взаимодействуют друг с другом. Можно применить много импульсов напряжения, каждый будет менять проводимость полимера на одинаковое значение. Такого рода линейность нужна для облегчения вычислений.

Потребление энергии в изобретенной учеными системе тоже больше похоже на натуральные синапсы. Исследователи смогли добиться энергопотребления, которое в 1000 раз больше, чем у синапса мозга. Исследователи надеются, что смогут сократить его еще больше, уменьшив размер электрода.

В ходе экспериментов ученые отметили, что скорость, с которой напряжение вызывает изменение проводимости, около 14 мс, примерно такая же, как у натурального синапса. То есть, если мы хотим получить энергоэффективный, линейный и стабильный нейрон, нам надо сократить скорость его операций до той, с которой работает наш мозг. Это означает, что для создания настоящего ИИ придется приложить много усилий, чтобы добиться такой же, как у человеческого мозга, взаимосвязанности нейронов.

Ученые Университета Саутгемптона создали экспериментальную нейросеть, которая использует в качестве синапсов мемристоры — резисторы с памятью. Они полагают, что это самый верный путь к созданию искусственных синапсов.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
В Шотландии запущена первая плавучая ветровая ферма
Ветровая энергетика
Робот-садовник поливает и защищает растения от вредителей
Робототехника
Виталик Бутерин: «Центробанкам еще далеко до введения криптовалют»
Криптовалюты
Электромопед от Honda станет домашней системой хранения энергии
Электромотоциклы
Роберт Уразов: «На смену дипломам приходят паспорта навыков»
Тренды
Биосфера
Ученые не могут объяснить резкое сокращение числа летающих насекомых
Китай выпустит 1 млн электромобилей в 2018 году
Электромобили
ИИ от DeepMind стал гроссмейстером по игре го за 3 дня
Искусственный интеллект
Центробанк Бразилии признал биткойн финансовой пирамидой
Криптовалюты
«Мозги» беспилотной системы Apple размещаются на крыше автомобиля
Беспилотный транспорт
Новое открытие приближает появление квантовых компьютеров
Нанотехнологии
В 2018 году Baidu запустит в Китае беспилотный автобус
Беспилотный транспорт
Garmin Speak — умный автонавигатор с Alexa
Умный автомобиль
Беспилотный транспорт
Daimler показала, на что способны ее беспилотные грузовики
11 главных инженерных инноваций 2017 года
Рейтинг лучших
Электробайки Zero станут в 2018 году быстрее, мощнее, выносливее
Транспорт будущего
Samsung хочет подключить всю бытовую технику к IoT
Интернет вещей
Полиция Лос-Анджелеса начнет использовать дронов
Тренды
«Нельзя управлять экономикой, имея только бакалавров и магистров»
Кейсы
Тренды
Amazon начал продавать и доставлять целые дома
Baidu планирует захватить рынок ИИ
Искусственный интеллект
Квантовые компьютеры
В начале 2018 года Google достигнет «квантового превосходства»
Intel разработала математическую формулу безопасности робомобилей
Идеи
Intel представила главного конкурента NVIDIA — ИИ-процессор Nervana
Процессоры будущего
Компания GCL начала продажи модульных солнечных электростанций
Солнечная энергетика
Разработана самая мощная биологическая солнечная ячейка
Биотехнологии
В Голландии открылся первый в мире 3D-напечатанный мост
Строительная 3D-печать
3D-аналоги крыльев совы позволят самолетам летать бесшумно
Аэродинамика
Созданы светодиоды толщиной два атома
Оптика
Казахстан может ввести национальную криптовалюту раньше России
Тренды
В разработку робомобилей инвестировано уже $80 млрд
Беспилотные автомобили
На орбите Луны появится надувная космическая станция
Миссия на Луну
Борьба с раком
Ученые поняли, как организм сам способен подавлять онкологию
Alibaba инвестировала $40 млн в ДНК-стартап Prenetics
Генетика
GM испытает беспилотные автомобили в Нью-Йорке
Беспилотные автомобили
Google построит «умный» район в Торонто
Тренды
Профессиональные навыки — новая валюта для экономического роста
Тренды
Volvo показала экстерьер заряженного гибрида под брендом Polestar
Электромобили
Трекер от Samsung поможет не потерять ключи или собаку
Идеи
Микроэлектроника
Samsung завершила разработку 8-нм техпроцесса
Саудовская Аравия будет получать энергию ветра от воздушных змеев
Чистая энергия
ИИ может преобразить HR
Искусственный интеллект
Компании Evrythng и Zappar объединят возможности IoT и AR
Идеи
В США испытывают технологию превращения энергии в метан
Хранение энергии
Электромобили
Главные мифы об электромобилях
Роботы стремительно превращаются в коботов
Робототехника
Дыра в протоколе Wi-Fi угрожает безопасности миллионов устройств
Кибербезопасность
Будущее «умной» кухни на Smart Kitchen Summit
Умный дом
Около половины британских компаний перейдет в облако к началу 2018
Облачные технологии