Нейронные сети из нанопроводов: новый способ имитации работы мозга

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

Мозг — это удивительный орган, который может обрабатывать и хранить огромное количество информации. Он состоит из миллиардов нейронов, которые соединяются друг с другом с помощью синапсов. Синапсы — это точки контакта между нейронами, которые меняют свою проводимость в зависимости от электрических сигналов, которые поступают к ним. Это позволяет мозгу учиться и запоминать разные виды информации, такие как зрительные, слуховые, текстовые и другие.

Автор: Bing image creator

Нейронные сети — это компьютерные модели, которые пытаются имитировать работу мозга. Они состоят из математических узлов, которые соединяются друг с другом с помощью весов. Веса — это числа, которые определяют силу связи между узлами. Они изменяются в процессе обучения нейронной сети, когда она получает различные данные на входе и выходе. Это позволяет нейронной сети обучаться и запоминать разные виды информации.

Нейронные сети имеют много применений в разных областях, таких как искусственный интеллект, компьютерное зрение, речевое распознавание и других. Однако, нейронные сети имеют свои недостатки: они требуют много энергии и памяти для своей работы, а также не могут работать в режиме реального времени, то есть обрабатывать данные по мере их поступления.

Но что если бы мы могли создать нейронную сеть не из математических узлов, а из физических объектов, которые бы повторяли свойства нейронов и синапсов? Такая нейронная сеть была бы более эффективной и энергосберегающей, а также способной работать в режиме реального времени.

Фото через электронный микроскоп нейронной сети из нанопроволоки. Соединения, в которых нанопровода перекрываются, действуют аналогично тому, как работают синапсы нашего мозга, реагируя на электрический ток.
Автор: The University of Sydney Источник: phys.org

Именно такую нейронную сеть создали ученые из Университета Сиднея и Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе. Они использовали нанопровода — это очень тонкие проводники, толщина которых равна миллиардной части метра. Нанопровода случайным образом складывались в сложные структуры, похожие на игру «Палочки», формируя нейронную сеть. В точках пересечения нанопроводов происходило изменение электрического сопротивления под воздействием электрических импульсов. Это явление называется «переключением памяти на основе сопротивления» (resistive memory switching), и оно аналогично тому, что происходит с синапсами в мозгу.

Увеличенное изображение
Автор: The University of Sydney Источник: phys.org

Ученые показали, что нейронная сеть из нанопроводов может обучаться и запоминать различные последовательности электрических импульсов, которые соответствуют изображениям, вдохновленным тем, как человеческий мозг обрабатывает информацию. Например, нейронная сеть из нанопроводов могла запомнить номер телефона или распознать рукописную цифру.

Взаимодействие электродов с нейросетью нанопроволоки
Автор: The University of Sydney Источник: phys.org

«Мы ранее демонстрировали, что нейронные сети из нанопроводов могут запоминать простые задачи. В этой работе мы показали, что они могут работать с динамическими данными, которые получаются онлайн», — сказала профессор Зденка Кунчич, руководитель исследования.

«Это важный прогресс, потому что онлайн-обучение является сложной задачей при работе с большими объемами данных, которые могут постоянно меняться. Обычный подход заключается в том, чтобы хранить данные в памяти, а потом обучать модель машинного обучения с использованием этой сохраненной информации. Но это потребовало бы слишком много энергии для широкого применения», — добавила она.

«Наш новый подход позволяет нейронной сети из нанопроводов обучаться и запоминать «на лету», образец за образцом, извлекая данные онлайн, тем самым избегая большого расхода памяти и энергии», — заключила профессор Кунчич.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Защищённые гаджеты нового поколения: Ulefone и RugOne представили инновации на «Связь-2026»

  • Статья
  • Ulefone
Москва, апрель 2026 года. На выставке «Связь-2026», которая проходит с 7 по 10 апреля в Центре имени Тимирязева, стенд компаний Ulefone и RugOne стал точкой притяжения для профессионалов и...

Почему у орангутанов существуют два типа взрослых самцов, и один из них внешне долго остаётся похожим на самку

Если смотреть на орангутанов совсем издалека, картина кажется почти банальной. Ну да, самцы крупнее, заметнее, ведут себя громче. В мире приматов такое не редкость. Уже хочется мысленно закрыть...

Обзор внешнего бокса GEIL 10G-T1 10 Гбит/с: Прозрачный вариант с никаким охлаждением. Тест с Samsung 990 Pro

В эпоху постоянно растущих объемов данных потребность в быстрых и портативных накопителях становится все более актуальной. Внешние боксы для SSD формата M.2 2280 предлагают отличное решение для...

Обзор зарядного устройства Baseus GaN 5 Pro 160W (CCGAN160CE): Мощная зарядка с честными 160 Вт и независимыми портами

На рынке появилась очередная зарядка от Baseus GaN 5 Pro 160W. Модель позиционируется как универсальное решение для одновременной зарядки нескольких устройств: от смартфонов до ноутбуков. В основе...

Обзор вертикального аккумуляторного пылесоса Harper HVC-VR03

Вертикальный аккумуляторный пылесос Harper HVC-VR03 предназначен для повседневной сухой уборки будь то напольные покрытия или салон автомобиля. За производительность отвечает электродвигатель,...

Без вредных советов: борная кислота и костры не спасут цветущий абрикос от заморозков весной без замены сорта на поздний

Почему костры, укрытия и борная кислота не спасают абрикос при -4°C. Проверил некоторые мифы на своем опыте, нашел единственный надежный способ сохранить урожай, выбрав правильную стратегию посадки.