Student World

Objevil se proto nový přístup, který vychází z uspořádání lidského mozku. Zhruba 86 miliard neuronů zde není synapsemi pouze propojeno do klasických logických obvodů, ale systém se neustále adaptuje, některá spojení se posilují, jiná oslabují. Jistě, tohle známe i z neuronových sítí či jiných systémů strojového učení, nový koncept se ale snaží zavést tyto funkce přímo na nejnižší hardwarovou úroveň.

Na Harvard School of Engineering and Applied Sciences pracují na zařízení, kde by tranzistory nejenom signály přenášely, ale také je modulovaly a přitom se samy fyzicky pod vlivem těchto systémů měnily. „Synaptické tranzistory“ by tedy měly přenést inteligenci z algoritmu přímo do hardwaru.

Primárním cílem výzkumu není ovšem zatím vyvinout umělou inteligenci, ale spíše energeticky efektivní systémy. Historicky se zvyšuje rychlost procesorů, tím klesá energetická efektivita, rostou ztráty. Nyní zase vyžadujeme mobilitu, systémy nošené na těle, elektroniku prostupující vše kolem nás; není připojena k napájení, musí být úsporná. Tyto požadavky jdou proti sobě.

Naopak lidský mozek má „příkon“ nějakých 20 wattů, srovnatelný s žárovkou, nikoliv se superpočítačem. V mozku se synapse regulují především vápenatými ionty. Samotný nový tranzistor má využívat ionty kyslíku, jinak ovšem architektura mozku odpovídá, jsou zde obdoby kanálků, dendritů, axonů, vyrobené z platiny, oxidu niklu a samaria (samarium nickelate, SmNiO3)… Celé zařízení má velikost v desetinách milimetru, jde o „sendvič“ polovodičů mezi elektrodami a v tom jsou navíc kapsy iontového roztoku, vše usazeno na křemíkovém čipu. I když jde ale o elektroniku, signál zde má spíše spojitou než binární hodnotu.

Energetická úspornost má být dána i korelovanými elektrony na přechodech kov-izolant, kdy lze vodivost snadno řídit změnou teploty nebo (jako v tomto případě) vnějšího elektrického pole. To má vyplývat ze speciálních vlastností komplexních sloučenin niklu, které by navíc měly jít bezproblémově integrovat do stávající elektroniky. Výhodou má být i to, že systém funguje od pokojové teploty až po 160 C.

Příslušný článek vyšel Nature Communications, hlavním autorem byl specialista na materiálové vědy Shriram Ramanathan.

Zdroj: Phys.org

Poznámka: Konkrétněji si to samozřejmě těžko představit. Snad trochu připomíná některé principy analogových počítačů? Jak takovou věc lze miniaturizovat/škálovat? Pokud se mají posilovat určité signály, šlo by o jednoúčelové systémy, které by již nepotřebovaly žádný software?

autor Pavel Houser