Судлаачид нейроморфик тооцоололд ахиц дэвшил гаргаж байна

Солонгосын Шинжлэх Ухааны Дээд Хүрээлэнгийн (KAIST) судлаачдын баг нэг эсийн дотор нейрон болон синапсуудыг нэгэн зэрэг дуурайдаг нано хэмжээтэй нейроморф санах ойн төхөөрөмжийг танилцуулсан байна. Энэхүү шинэ дэвшил нь хүний ​​тархийг хагас дамжуулагч төхөөрөмжөөр дуурайж чадах нейроморф тооцоололд хүрэх томоохон алхам юм. 

Судалгааг нийтэлсэн Байгаль Харилцаа холбоо.

Neuromorphic Computing ашиглан хиймэл оюун ухааныг хэрэгжүүлэх

Мэргэжилтнүүд хүний ​​тархины мэдрэлийн эсүүд болон синапсуудын механизмыг дуурайлган хиймэл оюун ухааныг (AI) хэрэгжүүлэхийн тулд нейроморф тооцоолол хийхээр ажиллаж байна. Одоогийн компьютерууд хэд хэдэн хязгаарлалтын улмаас хүний ​​тархины танин мэдэхүйн зарим функцийг хангаж чадахгүй байгаа боловч тэдгээрийн боломжуудыг сайтар судалсан. 

Үүний зэрэгцээ одоогийн нэмэлт металл ислийн хагас дамжуулагч (CMOS) дээр суурилсан нейроморф хэлхээнүүд нь синергетик харилцан үйлчлэлгүйгээр хиймэл мэдрэлийн эсүүд болон синапсуудыг холбодог. Нейрон ба синапсыг хэрэгжүүлэх нь хэцүү байсан нь батлагдсан. 

Эдгээр хязгаарлалтыг даван туулахын тулд Материалын шинжлэх ухаан, инженерчлэлийн тэнхимийн профессор Кеон Жэ Лигээр ахлуулсан судалгааны баг нэг санах ойн эсэд нейрон-синапсын харилцан үйлчлэлийг нэвтрүүлэх замаар хүний ​​биологийн ажлын механизмыг хэрэгжүүлсэн. Энэ нь хиймэл мэдрэлийн болон синаптик төхөөрөмжийг цахилгаанаар холбох уламжлалт аргаас ялгаатай юм. 

Хиймэл синаптик төхөөрөмжүүд

Өмнө нь судалж байсан хиймэл синаптик төхөөрөмжийг ихэвчлэн зэрэгцээ тооцооллыг хурдасгахад ашигладаг бөгөөд энэ нь хүний ​​тархины үйл ажиллагааны механизмаас тодорхой ялгаатай байгааг харуулж байна. Нейроморф санах ойн төхөөрөмжид мэдрэлийн эсүүд болон синапсуудын синергетик харилцан үйлчлэлийг хэрэгжүүлснээр биологийн мэдрэлийн сүлжээний механизмыг дууриах боломжтой болсон. Нейроморфик төхөөрөмж нь нарийн төвөгтэй CMOS нейрон хэлхээг нэг төхөөрөмжөөр сольж чаддаг бөгөөд энэ нь өргөтгөх чадвар, зардлын үр ашгийг сайжруулдаг. 

Хүний тархи нь 100 тэрбум нейрон, 100 триллион синапсаас бүрдсэн нарийн төвөгтэй сүлжээнээс тогтдог бөгөөд эдгээрийн үйл ажиллагаа, бүтэц нь гадны өдөөлтөөс хамааран өөрчлөгдөж, хүрээлэн буй орчинд дасан зохицох боломжийг олгодог. Тус багийн бүтээсэн нейроморфик төхөөрөмж нь мэдрэлийн эсүүд болон синапсуудын шинж чанарыг дуурайдаг тогтворгүй болон тогтворгүй санах ойн төхөөрөмжүүдийг ашиглан богино болон урт хугацааны дурсамжийг хамтад нь хадгалах боломжийг олгодог. Дэгдэмхий санах ойг босго шилжүүлэгч төхөөрөмжөөр төлөөлдөг бол фазын өөрчлөлтийн санах ойг тогтворгүй төхөөрөмж болгон ашигладаг. Шууд электродгүйгээр нэгтгэсэн хоёр нимгэн хальсан төхөөрөмжөөр мэдрэлийн эсүүд болон синапсуудын функциональ дасан зохицох чадварыг нейроморфик санах ойд хэрэгжүүлэх боломжтой. 

"Нейрон ба синапсууд нь санах ой, суралцах зэрэг танин мэдэхүйн үйл ажиллагааг бий болгохын тулд бие биетэйгээ харилцан үйлчилдэг тул хоёуланг нь дуурайлган дуурайх нь тархинаас үүдэлтэй хиймэл оюун ухааны чухал элемент юм" гэж профессор Ли хэлэв. "Хөгжсөн нейроморф санах ойн төхөөрөмж нь мэдрэлийн эсүүд болон синапсуудын хооронд эерэг хариу үйлдэл үзүүлэх замаар мартагдсан мэдээллийг хурдан сурах боломжийг олгодог дахин сургалтын үр нөлөөг дуурайдаг."