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

Blue Origin протестировала системы высотного аварийного спасения для пассажиров New Shepard
Кейсы
Астрономы сфотографировали Нептун с Земли так же четко, как это делает «Хаббл»
Кейсы
Подростки, часто пользующиеся смартфонами, страдают от СДВГ в два раза чаще сверстников
Мнения
Американские военные оборудуют самолеты «глушилками» радиволн нового поколения
Кейсы
Монопольные войны
Еврокомиссия оштрафовала Google на 4,3 млрд евро. Это половина стоимости «Яндекса»
Беспилотный спортивный суперкар Roborace будет ездить быстрее профессиональных гонщиков из «Формулы-1»
Кейсы
Никита Бокарев, ESforce, — о деньгах, киберспорте и его немаргинальности
Тренды
Тренды
Огромная бескислородная мертвая зона в Индийском океане начала резко увеличиваться
Искусственный интеллект защитит водопровод от инфекций
Тренды
Rolls-Royce разработает роботараканов для быстрой диагностики авиадвигателя
Тренды
Илон Маск и руководители Google Deep Mind отказались от разработки оружия с ИИ
Идеи
Ученые обнаружили в земной коре квадриллион тонн алмазов. Извлечь их не удастся
Тренды
Астрономы обнаружили 12 новых спутников Юпитера
Тренды
Российские модули для МКС могут использовать при строительстве станции Gateway на орбите Луны
Идеи
Выставка «David Bowie Is» появится в VR. Теперь Боуи можно не только слушать из дома, но и смотреть!
Тренды
Онкологи смогут диагностировать рак на ранней стадии с помощью проволоки в кровеносных сосудах
Борьба с раком
«Яндекс» будет развивать беспилотный транспорт на дорогах Москвы
Беспилотные автомобили
PwC: Искусственный интеллект уничтожит столько же рабочих мест, сколько и создаст
Роботы
Тренды
YouTube-депрессия: как создатели популярных каналов боятся потерять подписчиков и разум
Aston Martin создал частный самолет с вертикальным взлетом для борьбы с пробками
Идеи
«Ростех» представил камуфляж-хамелеон. Он сам меняет цвет в зависимости от окружающей среды
Идеи
Роскосмос запустит сверхтяжелую ракету-носитель на водородном топливе в 2027 году
Кейсы
Virgin Orbit получила лицензию на запуск своей первой ракеты
Тренды
Ученые нашли простой способ производства резонаторов для солнечных батарей
Тренды
Движения тела помогут обучить новичков управлению дронами
Идеи
CRISPR может вызвать более серьезные повреждения ДНК, чем думали ученые
Идеи
Мнения
Химики назвали Туринскую плащаницу художественной подделкой
Генетики обнаружили элементы, отвечавшие за выход растений на сушу
Идеи
Посмотрите, как победившие в конкурсе живописи RobotArt роботы подражают Ван Гогу
Тренды
Гельмут Райзингер, Orange Business Services, — об IIoT, 5G и телеком-стартапах
Мнения
«Робот берет вас на работу»: как искусственный интеллект, блокчейн и VR подбирают персонал
Мнения
Телемедицина, роботы и умные дома: каким через 5 лет будет «оцифрованный» город в России
Тренды
Мясная революция: как перейти от веганских заменителей к клеточным технологиям и биореакторам
Идеи
AI-выборы: как искусственный интеллект и голосовые помощники сделают демократию лучше
Тренды
Идеи
Тупик для беспилотников: как мечты разработчиков разбиваются о неожиданности на дорогах
Здесь нужен InsurTech: за какими стартапами будущее страхования
Мнения
Идеи
Вирус лженауки в Google: как поисковые системы распространяют опасные мифы о прививках
«Кто-то управляет моим домом»: как жертв домашнего насилия терроризируют с помощью умных устройств
Умный дом
Паскаль Фуа, EPFL, — о ключевых точках, глубоких нейросетях и эпиполярной геометрии
Мнения
20 фильмов о кибербезопасности, взломах и цифровых преступлениях
Тренды
Ян Лекун, Facebook: «Прогностические модели мира — решающее достижение в ИИ»
Мнения
Джианкарло Суччи: «Попытка спроектировать программу без багов — утопия»
Иннополис
Game out: Как видеоигры обучают детей-аутистов держать равновесие и узнавать людей
Тренды
Прослушка, контроль камеры и предсказание смерти пользователя: самые странные патенты Facebook
Кейсы
Цес Снук, QUVA: «Мы не хотим зависеть от крупных компаний, которые владеют всеми данными»
Мнения
Дмитрий Песков, АСИ: «В России традиционно долго запрягают, и в сфере IT мы только этим и занимаемся»
Иннополис
ДНК-тесты: как генетические компании обманывают людей и разрушают семьи
Мнения
Мануэль Маццара: «Для Facebook вы не покупатель, вы — продукт»
Иннополис
Тренды
Блокчейн, искусственное мясо и «смерть» смартфонов: что будет с технологиями через 10 лет