Con Chip Máy Tính Được Cung Cấp Năng Lượng Bằng Ánh Sáng Mới Có Thể Làm Cho Trí Tuệ Nhân Tạo Thông Minh Hơn Và Nhỏ Hơn

Những nhà nghiên cứu đã phát triển một con chip điện tử mô phỏng cách não bộ con người xử lý thông tin hình ảnh, kết hợp các thuật toán trí tuệ nhân tạo với phần cứng cần thiết để chụp ảnh.

Một nhóm nghiên cứu quốc tế từ Hoa Kỳ, Trung Quốc và Úc đã hợp tác về một con chip điện tử mới được thiết kế để nâng cao trí tuệ nhân tạo bằng cách kết hợp phần mềm và phần cứng tinh vi trong một thiết bị nhỏ được cung cấp năng lượng bằng ánh sáng. Nghiên cứu được dẫn đầu bởi Đại học RMIT và gần đây được công bố trên tạp chí Advanced Materials.

Mẫu thiết bị được tạo ra bởi nhóm nghiên cứu có kích thước nano và tích hợp phần mềm trí tuệ nhân tạo với phần cứng hình ảnh máy tính nhờ sử dụng các vật liệu siêu vật liệu thay đổi cách con chip phản ứng với ánh sáng. Với sự tinh chỉnh thêm, công nghệ được sử dụng để tạo ra thiết bị này có thể phục vụ như nền tảng cho các thiết bị nhỏ hơn và thông minh hơn, cũng như máy bay không người lái và rô-bốt.

Theo Giáo sư Sumeer Walia của RMIT, mẫu chip mới cho phép chức năng giống não bộ bằng cách kết hợp các thành phần mô-đun vào một hệ thống phức tạp.

“Công nghệ mới của chúng tôi tăng cường hiệu quả và độ chính xác một cách đột phá bằng cách đưa nhiều thành phần và chức năng vào một nền tảng duy nhất,” Walia giải thích qua tin tức RMIT. “Nó đang đưa chúng ta gần hơn với một thiết bị trí tuệ nhân tạo tất cả trong một được lấy cảm hứng từ sự đổi mới tính toán vĩ đại nhất của tự nhiên – não bộ con người.”

Theo Walia, mục tiêu của nhóm nghiên cứu là bắt chước một trong những cách chính mà não bộ học – mã hóa thông tin hình ảnh thành ký ức. Mặc dù vẫn còn rất nhiều công việc phải làm, mẫu chip được tạo ra bởi nhóm nghiên cứu đại diện cho một bước tiến lớn hướng tới sự tương tác giữa con người và máy móc được cải thiện, hệ thống sinh học có thể mở rộng và sinh học thần kinh.

Hầu hết các ứng dụng trí tuệ nhân tạo cấp thương mại phụ thuộc vào phần mềm và xử lý dữ liệu từ xa, tận dụng tính toán đám mây. Để làm cho các ứng dụng trên trang web trở nên mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn, mẫu chip tích hợp trí tuệ và phần cứng lại với nhau trong một ví dụ về trí tuệ nhân tạo biên. Các thiết bị như xe tự hành và máy bay không người lái phải có khả năng xử lý một lượng lớn dữ liệu tại chỗ, khiến chúng trở thành các trường hợp sử dụng lý tưởng cho công nghệ mẫu chip mới. Walia giải thích rằng một camera trên bảng điều khiển trong xe, được tải với phần cứng lấy cảm hứng từ thần kinh mà các nhà nghiên cứu đã phát triển, có thể nhận ra đèn, xe khác, biển báo, người đi bộ, cây cối và nhiều hơn nữa. Theo Walia, có thể mẫu chip có thể cung cấp “mức độ hiệu quả và tốc độ chưa từng có trong việc ra quyết định tự động và trí tuệ nhân tạo.”

Công nghệ mà mẫu chip sử dụng dựa trên các con chip trước đó được phát triển bởi các nhà nghiên cứu RMIT. Những mẫu chip trước đó sử dụng ánh sáng để xây dựng và sửa đổi “ký ức”. Các tính năng mới được tạo ra bởi nhóm nghiên cứu có nghĩa là con chip có thể tự động chụp ảnh, xử lý ảnh và đào tạo các mô hình học máy nhận ra đối tượng với độ chính xác hơn 90%.

Thiết kế của mẫu chip được ảnh hưởng bởi công nghệ quang gene. Quang gene đề cập đến các công cụ sinh học đang nổi lên cho phép các nhà khoa học điều khiển các neuron với sự chính xác bằng ánh sáng. Con chip trí tuệ nhân tạo được phát triển bởi nhóm RMIT sử dụng photpho đen, một vật liệu bán dẫn. Photpho đen cực kỳ mỏng và thay đổi điện trở của nó khi các bước sóng ánh sáng thay đổi. Khi các bước sóng ánh sáng khác nhau được chiếu lên vật liệu, vật liệu thay đổi tính chất của nó, trở nên hữu ích cho các chức năng khác nhau như lưu trữ bộ nhớ và hình ảnh. Như tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Taimor Ahmed của RMIT, giải thích, các hệ thống tính toán dựa trên ánh sáng ít tốn năng lượng hơn, chính xác hơn và nhanh hơn so với các phương pháp tính toán truyền thống.

Theo Ahmed, lợi ích của việc kết hợp các hệ thống mô-đun vào một thiết bị nano duy nhất là các hệ thống trí tuệ nhân tạo và các thuật toán học máy có thể được sử dụng trong các thiết bị nhỏ hơn. Ví dụ, Ahmed giải thích rằng các nhà khoa học có thể thu nhỏ công nghệ họ đã phát triển để nâng cao trí tuệ nhân tạo cho các màng lưới nhân tạo và cải thiện độ chính xác của mắt nhân tạo.

“Mẫu chip của chúng tôi là một bước tiến quan trọng hướng tới cực hạn của điện tử: một con chip não bộ có thể học từ môi trường của nó giống như chúng ta,” Ahmed nói.

Mẫu chip đã được thiết kế với sự tích hợp dễ dàng với các công nghệ và thiết bị điện tử hiện có.