الذكاء الاصطناعي
مهندسون يعملون على نوع جديد من الحوسبة الشبيهة بالدماغ
يعمل فريق من المهندسين في جامعة ولاية بنسلفانيا على نوع جديد من الحوسبة حيث تستمر التقدم التقليدية في الحوسبة إلى تباطؤ. وتستند طريقة الحوسبة الجديدة على شبكات الأعصاب في الدماغ، والتي هي كفاءة للغاية.
نشرت الورقة في Nature Communications.
حوسبة شبيهة بالدماغ
الفرق الرئيسي بين الحوسبة الحديثة والكمبيوترات التناظرية، والتي ينتمي إليها دماغ الإنسان، هو أن السابق يتكون من حالتين: على-إيقاف أو واحد وصفر. من ناحية أخرى، يمكن للكمبيوتر التناظري أن يكون له العديد من الحالات الممكنة. مثال يستخدمه الفريق هو比較 بين ضوء يُturned على وضوء يُturned إيقاف، وواحد له كمية متغيرة من الإضاءة.
وفقًا لقائد الفريق وأستاذ مساعد في جامعة ولاية بنسلفانيا سابتارشي داس، فإن دراسة الحوسبة الشبيهة بالدماغ قد تجري لمدة أكثر من 40 عامًا. في عالم اليوم، تحدّيات الحواسيب الرقمية تجعلنا ننظر إلى معالجة الصور عالية السرعة، وهو الحال مع السيارات ذاتية القيادة.
كما تلعب البيانات الكبيرة دورًا كبيرًا في الانتقال إلى الحوسبة الشبيهة بالدماغ، نظرًا لاحتياجها إلى أنماط من التعرف التي تعمل بشكل جيد مع الحوسبة القائمة على الدماغ.
قال داس: “لدينا حواسيب قوية، ولا شك في ذلك، المشكلة هي أنك يجب أن تخزن الذاكرة في مكان واحد وتقوم بالحوسبة في مكان آخر”.
من خلال نقل البيانات ذهابًا وعودة من الذاكرة إلى المنطق، يتم إنفاق الكثير من الطاقة، مما يؤدي إلى تباطؤ سرعات الحوسبة. حتى يتمكن الحوسبة وتخزين الذاكرة من أن يكونا في نفس المكان، يتم تخصيص الكثير من المساحة لهذا النوع من البيئة.
توماس شرنغهامر هو طالب دكتوراه في المجموعة ومؤلف رئيسي للورقة.
قال شرنغهامر: “نحن ننشئ شبكات عصبونية اصطناعية، التي تهدف إلى محاكاة كفاءة الطاقة والمساحة للدماغ”. “الدماغ صغير جدًا يمكن أن يتناسب على أعلى كتفيك، بينما يأخذ حاسوب فائق الحداثة مساحة بحجم ملعبين أو ثلاثة ملاعب للتنس”.
شبكات عصبونية اصطناعية قابلة لإعادة التكوين
يعمل الفريق على شبكات عصبونية اصطناعية يمكن إعادة تكوينها مثل الخلايا العصبية في الدماغ البشري. هذا يحدث من خلال تطبيق مجال كهربائي قصير على ورقة من الغرافين، وهو طبقة سميكة من ذرات الكربون. أظهر الفريق ما لا يقل عن 16 حالة ذاكرة ممكنة.
قال داس: “لقد أظهرنا أننا يمكن أن نتحكم في عدد كبير من حالات الذاكرة بدقة باستخدام ترانزستورات تأثير مجال الغرافين البسيطة”.
الآن يرغب الفريق في تسويق التكنولوجيا، ويعتقد داس أن هناك اهتمامًا كبيرًا في العمل نظرًا للتحول الحالي إلى الحوسبة الشبيهة بالدماغ بين أكبر الشركات المصنعة للشبه موصلات.
العمل القادم من الفريق في جامعة ولاية بنسلفانيا هو أحدث مثال على التحول إلى هذه الشبكات العصبونية الاصطناعية. يثبت الدماغ البشري قيمته مرة أخرى ك nguồn إلهام للعديد من أحدث التكنولوجيا، ويوفر رؤى قيمة حول كيف يمكن للخبراء تقليل حجم الحواسيب الفائقة الحديثة بشكل كبير.
