人工物質で学習を模倣することができる

ラトガース大学の研究者は、人工物質で学習を模倣することができることを発見しました。学習は知能の重要な特性であり、この新しい発見は人工知能（AI）のアルゴリズム開発に大きな影響を与える可能性があります。

新しい研究は、PNAS誌に掲載されました。

人間の基本的な特性

人間の学習の基本的な特性は、多くのAI技術の開発のインスピレーションとなりました。これにより、AIは変化する条件や環境に適応することができます。しかし、AIは人間の論理を模倣することに重点を置くことが多いです。研究者による新しい発見は、人間の認知を模倣することができるデバイスを開発するための道筋を示しています。

固体状態でこれを実現することで、AIとニューロモルフィック・コンピューティングの新しいアルゴリズムを開発することができます。これらのアルゴリズムは、不確実性、矛盾、またはその他の日常生活で発生する類似の側面に対処するための柔軟性を備えています。ニューロモルフィック・コンピューティングは、人工的な神経系を構築して、脳の信号を模倣する電気信号を伝達することで、人間の脳の全体的な神経構造と動作を模倣します。

ラトガース大学の研究者は、パーデュー大学、ジョージア大学、アーゴンヌ国立研究所の同僚と共同で研究を実施しました。

ニッケルオキシドの役割

研究者は、ニッケルオキシドの電気伝導性が、環境の変化に応じてどのように変化するかを調べました。ニッケルオキシドは、特殊な種類の絶縁材料です。

スバシッシュ・マンダルは、ラトガース大学ニューブランズウィック校の物理学・天文学科のポスドク研究員です。

「外部刺激として酸素、オゾン、光などの物質を使用して、原子欠陥の濃度を制御できる材料を見つけることが目標でした」とマンダルは述べました。「この材料を酸素または水素でドープしたときの挙動を調べ、外部刺激が材料の電子特性をどのように変化させるかを調べました。」

研究者は、ガス刺激が急激に変化したとき、材料は完全に応答できなかったことを発見しました。代わりに、材料は不安定な状態のままとなり、その応答は減少しました。

研究者は、オゾンなどのノキシウム刺激を導入しました。材料は、応答を強める前に再び減少しました。

「私たちの結果の最も興味深い点は、習慣化や感作化などの普遍的な学習特性を示していることです。これらの特性は通常、生物種で見られます」とマンダルは述べました。「これらの材料特性は、人工知能の新しいアルゴリズムの開発にインスピレーションを与えることができます。鳥や魚の集団運動がAIの開発にインスピレーションを与えたように、量子固体の中の電子の集団挙動も、将来、AIの開発にインスピレーションを与えることができます。」

「AIの成長する分野は、今日のコンピューターで使用されているものを超えた適応型メモリ特性を備えたハードウェアを必要とします」とマンダルは続けました。「ニッケルオキシド絶縁体は、歴史的に学術的な追求に制限されていましたが、将来、脳インスパイアされたコンピューターとロボティクスにテストされる可能性のある候補者であると考えられます。」