Mokslininkai pranešė apie nano dydžio neuromorfinės atminties įrenginį, kuris vienu metu imituoja neuronus ir sinapses vienetinėje ląstelėje, o tai dar vienas žingsnis siekiant neuromorfinio skaičiavimo tikslo, skirto tiksliai imituoti žmogaus smegenis puslaidininkiniais įtaisais.
Neuromorfiniais skaičiavimais siekiama realizuoti dirbtinį intelektą (AI), imituojant neuronų ir sinapsių, sudarančių žmogaus smegenis, mechanizmus. Įkvėpti pažintinių žmogaus smegenų funkcijų, kurių dabartiniai kompiuteriai negali užtikrinti, neuromorfiniai įrenginiai buvo plačiai ištirti. Tačiau dabartinės papildomo metalo oksido puslaidininkio (CMOS) pagrindu sukurtos neuromorfinės grandinės tiesiog sujungia dirbtinius neuronus ir sinapses be sinergetinės sąveikos, o neuronų ir sinapsių įgyvendinimas vis dar išlieka iššūkiu. Siekdama išspręsti šias problemas, mokslininkų grupė, vadovaujama profesoriaus Keono Jae Lee iš Medžiagų mokslo ir inžinerijos katedros, įgyvendino biologinius žmonių veikimo mechanizmus, įdiegdama neuronų ir sinapsių sąveiką vienoje atminties ląstelėje, o ne įprastą elektrinio sujungimo metodą. dirbtiniai neuroniniai ir sinapsiniai prietaisai.
Panašiai kaip ir komercinės vaizdo plokštės, anksčiau tirti dirbtiniai sinapsiniai įrenginiai dažnai buvo naudojami lygiagrečiam skaičiavimui paspartinti, o tai rodo aiškius skirtumus nuo žmogaus smegenų veikimo mechanizmų. Tyrėjų grupė įgyvendino sinergetinę sąveiką tarp neuronų ir sinapsių neuromorfinėje atminties įrenginyje, imituodama biologinio neuroninio tinklo mechanizmus. Be to, sukurtas neuromorfinis įrenginys gali pakeisti sudėtingas CMOS neuronų grandines vienu įrenginiu, užtikrinant aukštą mastelio keitimą ir ekonomiškumą.
Žmogaus smegenis sudaro sudėtingas 100 milijardų neuronų ir 100 trilijonų sinapsių tinklas. Neuronų ir sinapsių funkcijos ir struktūros gali lanksčiai keistis pagal išorinius dirgiklius, prisitaikydamos prie supančios aplinkos. Mokslininkų grupė sukūrė neuromorfinį įrenginį, kuriame trumpalaikiai ir ilgalaikiai prisiminimai egzistuoja kartu, naudojant lakios ir nepastovios atminties įrenginius, kurie atitinkamai imituoja neuronų ir sinapsių savybes. Slenksčio jungiklio įtaisas naudojamas kaip nepastovi atmintis, o fazės keitimo atmintis naudojama kaip nepastovioji atmintis. Du plonasluoksniai įrenginiai yra integruoti be tarpinių elektrodų, įgyvendinant neuronų ir sinapsių funkcinį prisitaikymą neuromorfinėje atmintyje.
Profesorius Keonas Jae Lee paaiškino: “Neuronai ir sinapsės sąveikauja tarpusavyje, kad sukurtų tokias pažinimo funkcijas kaip atmintis ir mokymasis, todėl abiejų modeliavimas yra esminis smegenų įkvėpto dirbtinio intelekto elementas. Sukurtas neuromorfinės atminties įrenginys taip pat imituoja perkvalifikavimo efektą, kuris leidžia greitas pamirštos informacijos išmokimas įgyvendinant teigiamą grįžtamojo ryšio tarp neuronų ir sinapsių poveikį.
Šis rezultatas, pavadintas „Sinapsinio ir vidinio plastiškumo vienu metu emuliacija naudojant memristinę sinapsę“, buvo paskelbtas 2022 m. gegužės 19 d. Gamtos komunikacijos.
-Apie KAIST
KAIST yra pirmasis ir geriausias mokslo ir technologijų universitetas Korėjoje. KAIST 1971 m. įsteigė Korėjos vyriausybė, siekdama šviesti mokslininkus ir inžinierius, įsipareigojusius Korėjos industrializacijai ir ekonomikos augimui.
Nuo tada KAIST ir jos 67 000 absolventų buvo vartai į pažangų mokslą ir technologijas, inovacijas ir verslumą. KAIST tapo vienu novatoriškiausių universitetų, turinčių daugiau nei 10 000 studentų penkiose kolegijose ir septyniose mokyklose, įskaitant 1 039 tarptautinius studentus iš 90 šalių.
Artėjant savo pusės šimtmečio jubiliejui 2021 m., KAIST ir toliau siekia padaryti pasaulį geresnį, siekdama švietimo, mokslinių tyrimų, verslumo ir globalizacijos.
Norėdami gauti daugiau informacijos apie KAIST, apsilankykite http://www.kaist.ac.kr/in/.