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

✦ ИИ  Электроника ИМ-02: кто программировал микросхему для культовой карманной игры «Ну, погоди!»

В 1980-х годах пределом мечтаний любого советского школьника была «Электроника» — карманная игра, где Волк ловил яйца под нарастающее пиканье динамика. Вокруг владельца «коробочки»...

Как обрабатывать и заготавливать грибы: от лесной корзины до банки на зиму

Собранные грибы портятся за несколько часов. Расскажу, как перебрать, почистить и засушить или засолить правильно. Почему маслятам снимают кожицу, а грузди вымачивают дни. Только проверенные способы.

✦ ИИ  Самые маленькие жабы в мире не умеют нормально приземляться: их вестибулярный аппарат работает на пределе возможного

Эти крошечные жабки не умеют приземляться — падают на спину в трети прыжков. Причина — вестибулярный аппарат на грани миниатюризации. Почему они не слышат, светятся и ядовиты.

OpenWrt для новичков: зачем ставить альтернативную прошивку на роутер

OpenWrt выбирают не только для экспериментов со старым оборудованием. Эту систему нередко устанавливают на новый роутер сразу после покупки, чтобы получить гибкую настройку сети, нормальный цикл...

120+ Ватт в формате маркера: обзор и тепловизионный тест портативного паяльника Alientek T90C

Alientek — китайская компания, известная прежде всего платами разработчика на STM32. Паяльник T90 — их попытка зайти в нишу умных портативных инструментов. Версия T90C...

Обзор внешнего аккумулятора Basеus EnеrGeek GR11 145Вт, 20000мАч: Когда забрали больше, чем дали

Рынок павербанков давно поделён между двумя лагерями: одни делают упор на ёмкость, другие — на скорость зарядки. Baseus с моделью EnerGeek GR11 попытался усидеть на обоих стульях...