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 3 раза в день

Британские инженеры предлагают питать поезда солнечной энергией
Энергия солнца
Samsung разработала человекоподобного робота Saram
Роботехника
В Лондоне общественный транспорт можно будет вызвать, как такси
Идеи
Майкл Пенс призвал упростить выдачу лицензий на космические запуски
Частный космос
Daimler запустит производство тяжелой электрофуры eActros в 2021 году
Электротранспорт
AT&T назвала города США, в которых сеть 5G появится уже в 2018 году
Переход на 5G
Интернет вещей
ARM интегрировала новый формат SIM-карты сразу в мобильный процессор
Создан терапевтический гель против рака
Борьба с раком
Разработан мемтранзистор — гибрид мемристора и транзистора
Микроэлектроника
Космические планы
Запуск интернет-спутников от SpaceX переносится на неопределенный срок
«Умная» куртка использует ИИ, чтобы регулировать температуру
Одежда будущего
Стартап позволит совершать сделки с криптовалютой в тайне
Блокчейн
Renault построит «умную» энергосистему на острове в Португалии
Тренды
К 2030 треть всей производимой энергии в Европе должна быть чистой
Чистая энергия
Илон Маск покинул совет директоров OpenAI
Кейсы
Борьба со старением
Раскрыт механизм омоложения мозга переливанием крови
Балеарские острова перейдут на возобновляемую энергетику к 2050 году
Тренды
«Чистые» источники обеспечат 75% энергии в Южной Австралии к 2025 году
Тренды
«Мы должны прекратить притворяться, что ИИ не лишит людей работы»
Искусственный интеллект
Ученые впервые зарядили смартфон лазером с расстояния 4 метра
Беспроводная зарядка
Nokia запускает платформу для умных городов и IoT
Умный город
Городские фермы могут приносить до $160 млрд ежегодно
Города будущего
Исследователи объединили AR, 3D-печать и робототехнику
Тренды
Испанский стартап представил бумажные одноразовые батареи
Экологичные технологии
Boston Dynamics показала противостояние человека и робота
Робототехника
Возобновляемая энергетика
Прошел испытания первый в мире воздушный солнечный реактор
Boeing стандартизирует 3D-напечатанные запчасти для самолетов
3D-технологии
GoldX — первая криптовалюта, отвечающая законам шариата
Криптовалюты
Финляндия начнет выдавать стартап-вид на жительство
Тренды
Иранский инженер создал легкий электробайк с дальностью хода 80 км
Транспорт будущего
Google запустила собственный платежный сервис
Кейсы
Глава Банка Англии: «Биткойн не состоялся как валюта»
Криптовалюты
Нанотехнологии
Открыты материалы, которые совершат революцию в электронике
Китай впервые обошел США по объему инвестиций в ИИ-стартапы
Искусственный интеллект
Bigelow Space Operations займется торговлей орбитальными станциями
Частный космос
На продолжительность жизни потомства влияет возраст отцов
Генетика
Электромобили
Tesla Model S обогнала по продажам в Европе BMW 7 и Mercedes S-class
Роботы-террористы и постправда: главные угрозы ИИ
Искусственный интеллект
Toyota в 20 раз удешевила магниты для двигателей электромобилей
Электромобили
Тереза Мэй призывает британскую молодежь идти в техникумы
Образование
Новая электронная «кожа» чувствует прикосновение божьей коровки
Гибкая электроника
«Аналоговые банки и финансовые компании проиграют цифровым»
Мнения
Генетики нашли доказательства того, что люди одомашнили себя сами
Генетика
Falcon Heavy в 15 раз увеличила число доступных для разработки астероидов
Добыча на астероидах
Сооснователь Facebook: «БОД нужно вводить уже сейчас»
Соцпособия будущего
«ИТ-компании должны подготовить сотрудников к эпохе ИИ»
Автоматизация
Микроэлектроника
Samsung выпустила твердотельный накопитель емкостью 30,72 ТБ
Как лазеры и роботы меняют рыбоводческие фермы
Технологии будущего
Stelia напечатала авиационный фюзеляж с эффектом самоупрочнения
3D-технологии