Нейроморфные вычислительные системы должны в будущем прийти на замену классическим, скорость обработки данных и энергоэффективность которых ограничены в том числе из-за разделения оперативной памяти и центрального процессора. Такие комплексы, в частности, будут востребованы для развития искусственного интеллекта. Принципы их работы будут близки к механизмам работы человеческого мозга – уникальной интеллектуальной системы, которая, по некоторым оценкам, потребляет всего 20 Вт. Ученые видят причину такой экономии в импульсном режиме передачи данных и объединении функций обработки информации и хранения памяти в нейронах мозга.
«Даже частичная реализация таких способностей в устройствах обработки информации может стать технологическим прорывом для систем искусственного интеллекта. Авторам работы удалось создать оптоэлектронные искусственные синапсы (в мозге они отвечают за передачу сигнала от одного нейрона к другому. – Прим. ред.) и продемонстрировать их нейроморфные свойства. Они обладают как кратковременной (STM), так и долговременной памятью (LTM), что очень важно для решения многих когнитивных задач. LTM сохраняется в течение длительного времени, что делает ее ценным решением для хранения и воспроизведения информации в нейроморфных системах», – говорится в сообщении.
Сотрудники лаборатории нейроморфной фотоники МГУ под руководством профессора физического факультета Андрея Федянина в сотрудничестве с химиками и нейробиологами разработали оптоэлектронные структуры на основе оксида цинка с импульсным типом реакции на сигнал, подобный тому, который демонстрируют нейроны человеческого мозга. Они также обладают кратковременной и долговременной памятью и свойствами передачи возбуждения и подавленности, а также отсроченных ускоренных ответов.
«Возможно, самым интересным аспектом этой работы является открытие адаптации частоты спайков. Это свойство, характерное для биологических нейронов, позволяет искусственному синапсу настраивать свою реакцию в зависимости от частоты входящих сигналов. Такая адаптация обеспечивает дополнительный уровень сложности и разнообразия, необходимый для эмуляции сложного функционирования человеческого мозга. Таким образом, адаптивный искусственный синапс на основе нанокристаллической пленки оксида цинка – это значительный шаг на пути к созданию нейроморфных вычислительных систем, повторяющих эффективность и адаптивность человеческого мозга», – приводит пресс-служба вуза слова Андрея Грунина, сотрудника лаборатории нейроморфной фотоники МГУ.
Фото: архив ТАСС.
