Американские инженеры разработали инновационный фототранзистор, способный одновременно воспринимать зрительную информацию, обрабатывать её и сохранять в памяти на наноуровне. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование сотрудников Орегонского университета, опубликованное в журнале Advanced Functional Materials.
Международная группа исследователей под руководством Ларри Ченга совершила важный шаг в развитии нейроморфных вычислений. Учёные создали полупроводниковое устройство, которое полностью копирует принципы работы зрительной коры и синапсов человеческого мозга, устраняя главное ограничение современной компьютерной архитектуры.
В классических компьютерах и системах искусственного интеллекта (ИИ) обработка данных и их хранение физически разделены: процессор производит вычисления, после чего отправляет информацию в оперативную или постоянную память. Непрерывное перемещение миллиардов битов туда и обратно требует колоссального количества электроэнергии. Это приводит к перегреву дата-центров и замедляет работу нейросетей при анализе сложных видеопотоков в реальном времени.
Новый фототранзистор решает эту проблему за счёт интеграции оптических и запоминающих свойств в едином материале на основе ультратонких наноплёнок. Устройство напрямую реагирует на входящие импульсы света разной длины волны и интенсивности, преобразуя их в стабильные электрические сигналы — синаптические веса.
Главная уникальность чипа заключается в его способности имитировать кратковременную и долговременную память мозга, а также контролировать процесс «забывания». Если направить на транзистор серию слабых и редких световых вспышек, он зафиксирует информацию временно, и заряд быстро рассеется. Однако при воздействии мощного и частого светового потока устройство перестраивает свою внутреннюю структуру и переходит в режим долговременного хранения данных.
Эксперименты показали, что нейроморфный чип способен самостоятельно распознавать сложные геометрические образы и буквы с точностью до 95%, затрачивая при этом в десятки раз меньше энергии, чем традиционные кремниевые процессоры.
Внедрение технологии позволит совершить революцию в сфере робототехники, автономного транспорта и персональной электроники. Новые фототранзисторы станут основой для энергоэффективных оптических процессоров. Они позволят беспилотным автомобилям мгновенно анализировать дорожную обстановку без обращения к удалённым серверам, а умным нательным камерам и медицинским ИИ-сенсорам — работать неделями от одной миниатюрной батарейки.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
На обложке: иллюстрация фототранзистора. Источник: Oregon State University
