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

Тихий убийца: как микропластик вызывает болезни и останавливает репродукцию живых организмов
Тренды
Гонка для JavaScript-разработчиков: как постоянные обновления мешают работе
Тренды
Big data на страже здоровья: как и зачем медицинские организации собирают и хранят данные
Тренды
Николь Миллс, Booking.com — об инновациях, agile-подходе и индустрии впечатлений
Кейсы
Слишком опасный нанопластик: как одноразовые пакеты превращаются в частицы-убийцы
Тренды
Идеи
Человек и квантовая теория: существует ли то, что мы не наблюдаем
Здесь может быть ваша реклама: НАСА планирует заработать на космосе миллионы
Тренды
Опасный криптотрейдинг: как киберпреступники угрожают виртуальным сбережениям и биржам
Тренды
Тренды
Как через 20 лет будет выглядеть армия будущего
5 финансовых инструментов, которые помогут инвесторам даже после падения криптовалюты
Тренды
Александр Лямин, Qrator Labs: наша задача — выработать у людей цифровую гигиену, чтобы они «не ели с помойки»
Кейсы
Эдуард Фош Вильяронга: люди видят в роботе только внешность, забывая, что он следит за ними
Тренды
Доктор Куэй Во-Райнард, HIT Foundation: если страна требует суверенитета данных, мы построим для нее отдельный блокчейн
Кейсы
«Хакинтош»: как собрать свой собственный Mac лучше, чем у Apple
Идеи
Роботы против мигрантов: какой вклад в ксенофобию и расизм делают технологии ИИ
Тренды
Война скриптов — искусственный интеллект против навязчивой рекламы
Тренды
Как заново изобрести супермаркет: осознанность потребления, этика производства и роботы
Тренды
Каждый человек станет сам себе банком: цифровой мир отказывается от посредников между бизнесом и клиентом
Тренды
Архитектор вычислительной инфраструктуры «Платона» Александр Варламов — о будущем ИТ-индустрии в России, стартапах и разработке
Кейсы
Дмитрий Богданов, капитан сборной России по CS:GO — о стиле жизни киберспортсмена, тренировках и блокировках РКН
Тренды
Идеи
Космос — наш дом: что осталось решить ученым, чтобы поселить человека за пределами Земли
Прайсинг, трекинг, скоринг, биллинг и другие технологии, которые двигают российский бизнес
Тренды
Кейсы
«Педиатр 24/7»: как телемед-стартап подарил родителям спокойствие, а врачам — работу
Вас снова обманули: как человечество учит компьютеры определять фейки в интернете
Тренды
БиСи Бирман, Heavy Projects: ИИ должен иметь несовершенства — это элемент случая
Мнения
Артем Геллер, lab.ag: делая сервис для государства, ты помогаешь своей бабушке
Мнения
Акселераторы и инкубаторы: что выбрать стартапу на раннем этапе развития
Мнения
Вопрос доверия: как и почему изменилось отношение к телемедицине в России
Тренды
Правительственные криптопесочницы: как освободить финтех от давления закона и защитить потребителей
Тренды
Роман Нестер, Segmento: я верю корпорациям больше, чем маленьким компаниям
Кейсы
Суперагенты в недвижимости: как блокчейн и большие данные заменяют риелторов
Тренды
СМИ будущего: вертикальные видео, новости по запросу и смерть сайтов
Тренды
Тренды
Колонизация отменяется: почему терраформирование невозможно на Марсе
Сет Стивенс-Давидовиц: у людей гораздо больше непристойных и скверных мыслей, чем мы думали
Мнения
Умные города подвергают своих жителей опасности из-за датчиков освещения и радиации
Тренды
Мнения
Геронтолог Обри ди Грей: жизнь длиной в тысячу лет — это побочный эффект поиска вечного здоровья
Биоценоз в фарме: зачем нужна альтернатива антибиотикам и как работают лекарства нового поколения
Тренды
Чарльз Адлер, co-founder Kickstarter: я — панк-рокер, который раздвигает границы
Кейсы
Как ИИ меняет медицину: личный помощник для врачей, маршрутизатор в клиниках и разработчик лекарств
Кейсы
Эдвин Диндер, Huawei Technologies: умный город — это ничто
Мнения
«Если изобретение с ИИ не приносит пользу, сам продукт никому не нужен»
Мнения
Feature engineering: шесть шагов для создания успешной модели машинного обучения
Тренды
Мнения
Человек — это набор из пяти чисел: Игорь Волжанин, DataSine — о психотипировании с помощью big data
Карло Ратти, Senseable City Laboratory (MIT) — о городах будущего, третьей коже человека и роболодках
Тренды
Мы все — сенсоры: CEO SQream Ами Галь — о том, как обрабатывают big data
Кейсы
Что такое скрапинг: как Amazon, Walmart и другие ритейлеры используют ботов в борьбе с конкурентами
Идеи
Почему китайские подлодки-беспилотники станут самым опасным врагом под водой?
Идеи
Филипп Роуд, LSE Cities: самый кошмарный сценарий — беспилотники, ездящие по городу, чтобы не платить за парковку
Мнения
Юрий Корженевский — о том, как построить безопасные системы для банков на блокчейне
Блокчейн