Разработан чип, имитирующий работу мозга для распознавания речи

Специалисты Калифорнийского университета в Сан-Диего представили аппаратную платформу на основе никелата неодима, которая объединяет память и вычисления на одном чипе. Результаты работы опубликованы 9 марта в журнале Nature Nanotechnology.

Разработка команды профессора Дуйгу Кузума из проекта Q-MEEN-C отличается от существующих нейроморфных систем принципом работы. Множественные узлы платформы физически соединены через общую подложку из перовскита-никелата, легированного водородом. Когда ионы водорода проникают в материал под металлическими электродами, они формируют облака и перемещаются при подаче напряжения, меняя электрическое сопротивление. Активность одного узла влияет на поведение других через общую среду, что создает коллективную работу сети.

Платформа использует пространственно-временные вычисления. Входящие сигналы преобразуются в электрические импульсы, которые взаимодействующие узлы превращают в сложные паттерны. Программируемые соединения считывают эти паттерны для классификации данных.

Система прошла испытания в двух симуляциях. При распознавании произносимых цифр она показала высокую точность. В тесте на выявление эпилептических припадков по данным ЭЭГ платформа определяла предвестники приступа по нескольким секундам мозговой активности, превосходя методы временной обработки.

Устройство работает со скоростью сотен наносекунд и потребляет около 0,2 наноджоуля на операцию. Исследователи планируют масштабировать систему и интегрировать её с полупроводниковой электроникой для носимых медицинских мониторов и автономных устройств.

Источник: Tech Xplore