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.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Как европейский регламент по защите персональных данных GDPR повлияет на нашу жизнь
Тренды
Как развивается рынок умных домов в России и почему мы еще не живем в них
Умный дом
Падение астероида привело к потеплению на Земле. Оно продолжалось более 100 тыс. лет
Тренды
Киберспортсмен Данил Решетников — об изнуряющих тренировках, культовых играх и будущем киберспорта
Тренды
Астрономы создали проект «Горизонт событий», чтобы получить новые снимки черной дыры Стрелец А*
Частный космос
Alexa
Alexa от Amazon самостоятельно записала домашний разговор и отправила его другому человеку
Офис в VR, тесты от всех болезней и селфи с эмоциями: Эксперты рассказали, чего ждать в будущем от технологий
Технологический рывок
Джейкоб Биамонте, Сколтех, — о том, что квантовые компьютеры могут уже сейчас
Мнения
Плутон может оказаться скоплением более 1 млрд маленьких комет
Тренды
В американских солдат встроят датчики, рассказывающие о состоянии их здоровья
Тренды
Ученые прогнозируют снижение питательности риса из-за изменения климата. Рис едят миллиарды людей ежедневно
Тренды
Facebook представил искусственный интеллект, который превратит любой трек в симфонию
Тренды
Кейсы
Дачные ворота блогера самостоятельно подписались на платные услуги МТС
Южная Корея постепенно заменит солдат роботами
Тренды
IBM создала карманный детектор поддельных товаров
Кейсы
Чек-лист: как выбрать надежный магазин софта
Тренды
SpaceX запустила спутники, которые будут изучать гравитационное поле Земли
Тренды
Марк Цукерберг рассказал европейским парламентариям о работе Facebook
Утечка личных данных пользователей Facebook
В России могут запретить Booking.com
Блокировка интернета
Sony открыла предзаказ на «бесконечный блокнот» — планшет Digital Paper
Тренды
Мнения
Пять книг, которые Билл Гейтс рекомендует прочитать этим летом
8 лет назад программист купил две пиццы за 10000 биткоинов. Сейчас они стоят 83 миллиона долларов
Кейсы
Великобритания откроет центр для внедрения искусственного интеллекта в военную сферу
Тренды
Ученые придумали лекарство, которое предотвратит потерю памяти у космических путешественников
Тренды
Siri получит совершенно новый голос
Тренды
Вспышки сверхновых миллионы лет назад подтолкнули эволюцию на Земле
Как развивалась Вселенная
Лекарства из принтера и испытания на роботах: как новые технологии изменили фарму
Тренды
Тренды
Илон Маск предсказал возможное банкротство Tesla из-за дешевых Model 3
Российские ученые предлагают назвать следующий открытый элемент Антарктидием
Тренды
Microsoft и Google снова нашли массовую уязвимость в процессорах Intel
Хакеры
НАСА создаст в космосе температуру, ниже самой холодной во Вселенной
Тренды
Контейнеры, гибриды и туман: 5 трендов в облачных технологиях
Тренды
Facebook в 2019 году начнет вводить проект беспроводного интернета по всему миру
Технологический рывок
Роботы построили самый маленький дом в мире — размером с кончик волоса
Тренды
Идеи
Ученые выяснили, почему при высокой температуре запускается иммунитет и происходит выздоровление
Инвестор Виталий Голомб — об искусственном мясе и том, почему не нужно получать патенты
Тренды
Первая плавучая атомная электростанция «Ломоносов» завершила свой первый выход в море
Тренды
Посмотрите, как выглядит обожаемый всеми инженерами робот София
Доброжелательные роботы
Искусственные интеллекты тоже не смогли решить, что звучит на записи — «Янни» или «Лорел»
Искусственный интеллект
Кейсы
Астрономы нашли еще одно подтверждение наличия девятой планеты в Солнечной системе
Томские ученые представили сенсоры на основе органических молекул
Тренды
The Boring Company Илона Маска доставит огнеметы первым покупателям уже в начале лета
Кейсы
Инженеры собрали тактильного робота — его кожа может покрываться мурашками
Доброжелательные роботы
Билет в электробус The Boring Company Илона Маска будет стоить всего $1
Тренды
Тренды
Константин Носков возглавит новое министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций
Китайские ученые создали из картона наноматериал для очищения воды от тяжелых металлов
Экология
Давид Ян запустил сервис «умной» корпоративной аналитики Yva
Кейсы
В китайской школе используют систему распознавания лиц для слежки за отвлекающимися учениками
Кейсы
Apple запатентовала технологию распознавания человека по узору вен на лице
Распознавание лиц