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इंजीनियर नए प्रकार के न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग पर काम कर रहे हैं
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पेन स्टेट में इंजीनियरों की एक टीम नए प्रकार के कंप्यूटिंग पर काम कर रही है क्योंकि पारंपरिक कंप्यूटिंग प्रगति धीमी हो रही है। यह नया कंप्यूटिंग तरीका मस्तिष्क के न्यूरल नेटवर्क पर आधारित है, जो बहुत कुशल हैं।
इस शोध पत्र को नेचर कम्युनिकेशन में प्रकाशित किया गया है।
मस्तिष्क-प्रेरित कंप्यूटिंग
आधुनिक कंप्यूटिंग और एनालॉग कंप्यूटर, जिसमें मानव मस्तिष्क शामिल है, के बीच मुख्य अंतर यह है कि पूर्व में दो राज्य होते हैं: चालू-बंद या एक और शून्य। दूसरी ओर, एक एनालॉग कंप्यूटर में कई संभावित राज्य हो सकते हैं। टीम द्वारा उपयोग किया गया एक उदाहरण एक प्रकाश की तुलना है जो चालू और बंद हो जाता है, और एक जिसमें प्रकाश की मात्रा परिवर्तनशील होती है।
टीम के नेता और पेन स्टेट के इंजीनियरिंग विज्ञान और मैकेनिक्स के सहायक प्रोफेसर सप्तर्षि दास के अनुसार, मस्तिष्क-प्रेरित कंप्यूटिंग का अध्ययन 40 वर्षों से अधिक समय से चल रहा है। आज की दुनिया में, डिजिटल कंप्यूटर सीमाएं अब हमें उच्च गति वाली छवि प्रसंस्करण की ओर ले जा रही हैं, जो स्वायत्त वाहनों के मामले में है।
बड़ा डेटा भी न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग की ओर संक्रमण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है, क्योंकि इसके लिए मस्तिष्क-आधारित कंप्यूटिंग के साथ काम करने वाले पैटर्न मान्यता प्रकारों की आवश्यकता होती है।
“हमारे पास शक्तिशाली कंप्यूटर हैं, इसमें कोई संदेह नहीं है, लेकिन समस्या यह है कि आपको स्मृति को एक स्थान पर संग्रहीत करना होगा और कंप्यूटिंग कहीं और करनी होगी,” दास ने कहा।
स्मृति और तर्क के बीच डेटा को आगे और पीछे ले जाने से बहुत अधिक ऊर्जा का व्यय होता है, जिससे कंप्यूटिंग गति धीमी हो जाती है। जब तक गणना और स्मृति भंडारण एक ही स्थान पर नहीं हो सकते, इस प्रकार के वातावरण के लिए बहुत अधिक स्थान की आवश्यकता होती है।
थॉमस श्रांगहैमर समूह में एक डॉक्टरेट छात्र है और पत्र के पहले लेखक हैं।
“हम कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क बना रहे हैं, जो मस्तिष्क की ऊर्जा और क्षेत्र की दक्षता की नकल करने का प्रयास करते हैं,” श्रांगहैमर ने कहा। “मस्तिष्क इतना कॉम्पैक्ट है कि यह आपके कंधों पर फिट हो सकता है, जबकि एक आधुनिक सुपरकंप्यूटर दो या तीन टेनिस कोर्ट के आकार का स्थान लेता है।”
पुनर्गठित कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क
टीम पुनर्गठित कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क पर काम कर रही है, जो मानव मस्तिष्क के न्यूरॉन्स की तरह पुनर्गठित की जा सकती है। यह एक ग्राफीन शीट पर एक संक्षिप्त विद्युत क्षेत्र लागू करके होता है, जो कार्बन परमाणुओं की एक मोटी परत है। टीम ने कम से कम 16 संभावित स्मृति राज्यों का प्रदर्शन किया।
“हमने दिखाया है कि हम साधारण ग्राफीन फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर का उपयोग करके सटीकता के साथ एक बड़ी संख्या में स्मृति राज्यों को नियंत्रित कर सकते हैं,” दास ने कहा।
अब टीम इस प्रौद्योगिकी को व्यावसायिक बनाना चाहती है, और दास का मानना है कि न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग में बड़े सेमीकंडक्टर कंपनियों के बीच वर्तमान संक्रमण को देखते हुए इस काम में बहुत रुचि होगी।
पेन स्टेट की टीम से काम इन प्रकार के कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क में संक्रमण का नवीनतम उदाहरण है। मानव मस्तिष्क एक बार फिर से कई नवीनतम प्रौद्योगिकियों के लिए प्रेरणा के रूप में अपनी उपयोगिता साबित करता है, और यह विशेषज्ञों को यह दिखाने के लिए मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करता है कि वे आधुनिक सुपरकंप्यूटरों के आकार को कैसे काफी कम कर सकते हैं।
