شريحة الكمبيوتر التي تعمل بالضوء الجديدة يمكن أن تجعل الذكاء الاصطناعي أكثر ذكاءً وتصغيرًا

قام الباحثون بتصميم شريحة إلكترونية تقلد الطريقة التي يعالج بها الدماغ البشري المعلومات البصرية، ودمج خوارزميات الذكاء الاصطناعي مع الأجهزة اللازمة لالتقاط الصور.

فريق دولي من الباحثين من الولايات المتحدة والصين وأستراليا تعاون على شريحة إلكترونية جديدة مصممة لتعزيز الذكاء الاصطناعي من خلال دمج البرمجيات المتقدمة والأجهزة في جهاز صغير يعمل بالضوء. قاد البحث جامعة RMIT University ونشر مؤخرًا في مجلة Advanced Materials.

الجهاز النموذجي الذي أنشأه فريق البحث على النانو، ويتكامل مع برامج الذكاء الاصطناعي وأجهزة التصوير الحاسوبي بفضل استخدام المواد المتحولة التي تغير كيفية استجابة الشريحة للضوء. مع التطوير الإضافي، يمكن أن تكون التكنولوجيا المستخدمة لإنشاء هذا الجهاز بمثابة الأساس لجهاز أكثر صغرًا وذكاءً، بالإضافة إلى الطائرات بدون طيار والrobots.

وفقًا لما قالته الدكتورة سومير واليا، أستاذ مساعد في RMIT University، فإن الشريحة الجديدة تمكن من الوظائف الشبيهة بالدماغ من خلال دمج المكونات الموديولارية في نظام معقد.

“تكنولوجيا جديدة تزيد بشكل كبير من الكفاءة والدقة من خلال دمج المكونات والوظائف المتعددة في منصة واحدة”، أضاف واليا عبر أخبار RMIT. “إنها تقربنا من جهاز ذكاء اصطناعي شاملة مستوحى من أعظم ابتكار حاسوبي في الطبيعة – الدماغ البشري”.

وفقًا لواليا، هدف فريق البحث هو محاكاة واحدة من الطرق الأساسية التي يتعلم بها الدماغ – ترميز المعلومات البصرية كذكريات. بينما لا تزال هناك كمية كبيرة من العمل التي يجب القيام بها، يمثل النموذج الذي أنشأه فريق البحث خطوة كبيرة نحو تحسين التفاعل بين الإنسان والآلة، والنظم البيونية القابلة للتطوير، والبيولوجيا العصبية.

تعتمد معظم التطبيقات التجارية لذكاء اصطناعي على البرمجيات والمعالجة البيانات عن بُعد، مع الاعتماد على الحوسبة السحابية. من أجل جعل التطبيقات على الموقع أكثر قوة وموثوقية، يدمج النموذج الشريحة الذكاء والأجهزة معًا في مثال على الذكاء الاصطناعي الحافي. يجب أن تكون أجهزة مثل المركبات ذاتية القيادة والطائرات بدون طيار قادرة على معالجة كمية كبيرة من البيانات على الموقع، مما يجعلها حالات استخدام مثالية للتكنولوجيا مثل الشريحة الجديدة. أضاف واليا أن كاميرا داش في سيارة، محملة بالأجهزة المستوحاة من الدماغ التي طورها الباحثون، يمكن أن تعرف الأضواء والمركبات الأخرى والإشارات والمشاة والنباتات والمزيد. وفقًا لواليا، من الممكن أن تقدم الشريحة مستويات غير مسبوقة من الكفاءة والسرعة في اتخاذ القرارات الذكية والذكاء الاصطناعي.

تعتمد التكنولوجيا التي يستخدمها النموذج على شرائح سابقة تم تطويرها بواسطة باحثي RMIT. استخدمت هذه الشرائح السابقة الضوء لبناء وتنقيح “الذكريات”. يعني الميزات الجديدة التي أنشأها فريق البحث أن الشريحة يمكنها التقاط الصور تلقائيًا، وتنقيح الصور، وتنشيط نماذج التعلم الآلي التي تعرف الكائنات بدقة تزيد عن 90%.

تم التأثير على تصميم الشريحة النموذجية بواسطة تكنولوجيا Optogenetic. تشير Optogenetic إلى أدوات التكنولوجيا الحيوية الناشئة التي تمكن العلماء من التلاعب بالخلايا العصبية بدقة باستخدام الضوء. يستخدم شريحة الذكاء الاصطناعي التي طورها فريق RMIT الفوسفور الأسود، وهو مادة شبه موصلة. الفوسفور الأسود رقيق جدًا ويتغير مقاومته الكهربائية مع تغير أطوال موجات الضوء. مع توجيه أطوال موجات الضوء المختلفة إلى المادة، تتغير خصائص المادة، مما يجعلها مفيدة للوظائف المختلفة مثل تخزين الذاكرة والتصوير. كما قال الدكتور تايمور أحمد، المؤلف الرئيسي للدراسة، أن أنظمة الحوسبة القائمة على الضوء أقل استهلاكًا للطاقة وأكثر دقة وأسرع من أساليب الحوسبة التقليدية.

وفقًا لأحمد، فإنประโยชนة من دمج الأنظمة الموديولارية في جهاز نانوسكالي واحد هي أن أنظمة الذكاء الاصطناعي وخوارزميات التعلم الآلي يمكن استخدامها في أجهزة أصغر. على سبيل المثال، أوضح أحمد أن العلماء يمكنهم تقليل حجم التكنولوجيا التي طوروها لتعزيز الشبكية الاصطناعية وتحسين دقة العيون البيونية.

“نموذجنا هو تقدم كبير نحو الحد الأقصى في الإلكترونيات: شريحة دماغ على شريحة يمكنها التعلم من بيئتها مثلنا”، قال أحمد.