Котешкият Мозък Вдъхновява Компютрите На Бъдещето

{h1}

Електронните устройства, които имитират как мозъчните клетки в котка работят, биха могли да позволят на компютрите един ден да учат и разпознават информация по-скоро като хората.

Електронните устройства, които имитират как мозъчните клетки в котка работят, биха могли да позволят на компютрите един ден да учат и разпознават информация по-скоро като хората.

Такива устройства, подобни на мозъка, могат да изпълняват по-сложни решения и да изпълняват повече задачи едновременно, отколкото конвенционалните компютри са способни, добавят изследователите.

„Ние изграждаме компютър по същия начин, по който природата изгражда мозък“, казва изследователят Вей Лу, компютърен инженер от университета в Мичиган.

Микрочипите обикновено разчитат на транзистори, които по същество са превключватели, които могат да мигат или изключват, за да представят данни като двоични цифри или битове 0 и 1.

Устройствата, които изследователите от университета в Мичиган разработват, вместо това използват „мемститори“. Тези елементи на схемата, за разлика от други, носят спомени от миналото си: Когато изключите напрежението към устройството, метристорите помнят колко е било приложено предварително и за колко време.

Самата същност на метристорите ги кара да действат много като синапси, които свързват мозъчните клетки или невроните заедно. Синапсите служат като преконфигурируеми превключватели, които могат да образуват пътища, свързващи хиляди неврони, и като мемристори, те помнят тези пътища въз основа на силата и времето на електрическите сигнали, които получават от невроните.

Един от най-сложните суперкомпютри в света - Зората, в Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор - може да симулира 1 милиард неврони и 10 трилиона синапси, надвишаващи мащаба на мозъка на котката. Все пак това е масивна машина с повече от 140 000 централни процесорни единици, която се нуждае от милион вата електроенергия и все още работи 100 до 1000 пъти по-бавно от мозъка на котката.

В конвенционален компютър елементите за логика и памет са разположени в различни части на веригата и всеки елемент е свързан само с шепа съседи във веригата. В резултат на това конвенционалните компютри работят по линеен начин, ред по ред, което ги прави отлични при изпълнение на сравнително прости задачи с ограничени променливи.

Мултитаскинг

Мозъкът, от друга страна, може да извършва много операции едновременно или паралелно. Това ни позволява да разпознаем лице в миг, но дори и суперкомпютърът ще отнеме много повече време и ще консумира много повече енергия при опитите.

Сега Лу използва меристори, за да свърже конвенционалните схеми заедно, за да имитира мозъка.

"Идеята е да се използва напълно различна парадигма в сравнение с конвенционалните компютри", обясни той.

Системата Лу и неговите колеги са разработили, която свързва две електронни схеми с един мемпистор - имитиращи два неврона и синапс - е способна на процес на памет и учене с езотеричното наименование на "шип, зависим от времето на пластичността". Това се отнася до способността на връзките между невроните да стават по-силни, когато са стимулирани по отношение един на друг, и се смята, че е основа за памет и учене в мозъка на бозайници.

По-конкретно, изследователите показаха, че могат да променят продължителността и последователността на напрежението, което прилагат към тяхната система, за да увеличат или намалят постепенно нивото на нейната електрическа проводимост.

„В нашия мозък подобни промени в проводимостта на синапса по същество пораждат дългосрочна памет“, каза Лу.

Учените се стремят към електрически мозък, умен като котка - например такъв, който може да измисли най-краткия път от входната врата до дивана в къща, пълна с мебели от време на време, дори ако човек премества дивана всеки път,

"Мога да си представя, че Министерството на отбраната може да се интересува от поставянето на такива интелигентни компютри върху оръжия или безпилотни превозни средства, като дронове, така че те да могат да вземат решения директно, без да се налага да предават образи обратно на контролери и да чакат команди", каза Лу.

Следващата стъпка е изграждането на по-голяма система със стотици изкуствени неврони и менисторни синапси, каза Лу. Крайната цел би била постигането на изтънчеността на суперкомпютър в машина с размер двулитра бутилка сода.

„Вече е възможно да се изгради подобен на мозъка компютър, използвайки електронни компоненти - а именно транзистори и мемристори“, каза Лу пред TechNewsDaily.

Не само суперкомпютрите ще имат полза

Освен разработването на компютри, които се държат по-скоро като мозъци, memristors също могат да помогнат на конвенционалните компютри да продължат да вървят в крак със закона на Мур, който гласи, че изчислителната мощност трябва да се удвоява средно на всеки две години.

В изследванията, появяващи се през 8 април брой на списанието Nature, изследователи от Hewlett-Packard Laboratories показаха, че метристорите могат да извършват изчисления, което означава, че логическите функции могат да се извършват в чипове, където се съхраняват данни, вместо да бъдат разделени на специализиран централен процесор, каквато е настоящата практика.

С други думи, бъдещото увеличение на изчислителната мощност може да не идва от увеличаването на скоростта на суровия процесор, а „от увеличаването на изчислителната ефективност вместо това“, каза Лу.

Лу и неговите колеги ще детайлизират своите открития в априлския брой на списанието Нано писма.

  • 10 дълбоки иновации напред
  • Новите транзистори имитират синапсите на човешкия мозък
  • Отвъд мишката: 5 начина ще взаимодействаме с бъдещите компютри


Видео Добавка: .




Изследване


Електрически Бактерии Могат Да Бъдат Използвани За Био-Батерия
Електрически Бактерии Могат Да Бъдат Използвани За Био-Батерия

Забравеният Елемент Може Да Предефинира Времето
Забравеният Елемент Може Да Предефинира Времето

Наука Новини


Как Ще Работи Fusion Propulsion
Как Ще Работи Fusion Propulsion

Открит По-Висок Bpa При Хора След Обработка На Разписки
Открит По-Висок Bpa При Хора След Обработка На Разписки

Майките, Пристрастени Към Мет, Имат Бебета С Странна Реакция На Стрес
Майките, Пристрастени Към Мет, Имат Бебета С Странна Реакция На Стрес

Половите Пристрастия Могат Да Направят Женските Урагани По-Зле
Половите Пристрастия Могат Да Направят Женските Урагани По-Зле

Малък, Лъскав Гущер, Открит В Азиатската Гора
Малък, Лъскав Гущер, Открит В Азиатската Гора


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com