Штучному інтелекту — штучний мозок, кажуть вчені зі SUTD
Група дослідників з Сінгапурського університету технології та дизайну (SUTD) розробила новий тип штучного синапса на основі натхнених роботою і структурою людського мозку двовимірних матеріалів для обчислень, що надмірно масштабуються. Нові синапси дозволять у рази зменшити розмір електронної бази та значно знизити енергоспоживання штучного мозку для впровадження ШІ у компактні пристрої.
Дослідники SUTD впритул підійшли до розв’язання проблеми мозку, який навчається. Молодий мозок містить два типи синапсів – вузлів для передачі інформації від одного нейрона до іншого. Синапси можуть бути функціональними й брати участь у передачі нервових імпульсів, а можуть бути “німими” (або “мовчазними”) синапсами.
У людському мозку активні та неактивні синапси відрізняються наявністю глутаматного рецептора типу AMPA. Якщо він присутній, то синапс активний і бере участь у побудові зв’язків між нейронами, а якщо ні, зв’язок не бере участі в передачі інформації. Фактично це той самий синапс, який під час навчання підключається до мережі та може навіть знову замовкнути.
Але з погляду електроніки, схеми функціональних та німих синапсів сильно відрізняються. Більш того, для повторення синапсів, що мовчать, необхідно створити схему з високою точністю, що неприйнятно для масштабування і з точки зору енергоспоживання.
Що придумали у SUTD
Вчені з Сінгапуру виявили комбінації двовимірних матеріалів та методи впливу на них, які дозволяють уявити той самий елемент штучного синапса як активним, так і неактивним. Це дозволить штучному інтелекту в штучному мозку розвиватися і будувати нові нейронні мережі в компактнішому об’ємі електроніки без збільшення енергоспоживання. Звіт про дослідження опубліковано у журналі ACS Applied Materials & Interfaces.
Для активації інформаційних переходів дослідники ввели аніони сірки (негативно заряджені атоми сірки) у двовимірні матеріали на основі селеніду індію у штучні німі синапси, щоб активувати інформаційні переходи. У селеніді індія аніони сірки можуть мігрувати під дією електричного поля, виявляючи таким чином функціональну синаптичну пластичність за кімнатної температури (мінливість).
Іншими словами, процес перетворення одного типу синапсів на інший можна легко контролювати, що може стати одним зі способів створення компактного штучного мозку.