Охотник Галина Григорівна    
Меню сайту
Категорії розділу
Шкільні новини [6]
Новини освіти [19]
Наука і Технології [1129]
Новини космонавтики [154]
Методичний кабінет [7]
Хмаринка тегів
Міні-чат
Конкурси

конкурс сайтов
Наше опитування
Ви, відвідувач сайту:
Всього відповідей: 522
Статистика
Форма входу
Соціальні мережі
Популярні програми
Головна » 2013 » Листопад » 18 » Гарвардские инженеры создали обучаемый транзистор
18:47
Гарвардские инженеры создали обучаемый транзистор

Один из методов обучения мозга, укрепляющий связи между нейронами, называется синаптической пластичностью, зависящей от времени импульса (STDP). Один нейрон постоянно посылает сигнал через синапс другому нейрону и заставляет последний работать. Вследствие этого синапс укрепляется, обеспечивая лучшую проводимость сигнала на случай повторной передачи.

Прототипы синаптических транзисторов на кремниевом чипе (фото Eliza Grinnell, SEAS Communications).

Синаптический транзистор, разработанный гарвардскими инженерами, имитирует этот процесс. Он имеет структуру, напоминающую полевой транзистор, где ионная жидкость выполняет функцию изолирующего слоя между электродом затвора и проводящим каналом. При этом сам канал состоит из 80-нанометрового никелата самария (SmNiO3 или SNO), а не из легированного кремния, как это обычно делается в полевых транзисторах.

Новый синаптический транзистор отличается мгновенной реакцией при обычных операциях и гораздо более медленной реакцией в процессе обучения. Мгновенная реакция протекает почти по той же схеме, что и в полевом транзисторе: количество электрического тока, которое проходит между источником и стоком, меняется в зависимости от количества напряжения, приложенного к электроду затвора.

Когда такой "синаптический" транзистор обучается (в нём укрепляется связь между виртуальными нейронами), то это проявляется в виде увеличения проводимости никелата самария.

Заметим, что такая обучаемость зависит от времени всплеска напряжения в транзисторе (идёт подсчёт прецедентных случаев). Фактически, при этом ионы кислорода циркулируют между никелатом самария и ионной жидкостью, что приводит к снижению коэффициента усиления.

Входной и выходной сигналы в синаптическом транзисторе будут иметь непрерывные аналоговые значения, а не цифровые сигналы включения-выключения. Эта особенность позволяет искусственным синапсам обучаться больше или меньше, со временем они постепенно улучшают свои навыки по выполнению какого-либо задания.

Структура биологического синапса — места контакта двух клеток мозга (иллюстрация Nrets, Surachit/Wikimedia Commons).

Несмотря на то, что физическая структура синаптического транзистора позволяет ему "обучаться", контролировать никелат самария непросто. Эту функцию инженеры возложили на внешнюю контрольную схему, которая конвертирует временную задержку между входным и выходным сигналами в напряжение, приложенное к ионной жидкости. В результате ионы к слою из никелата самария либо подводятся, либо удаляет их. В ответ на это транзистор самооптимизируется.

Коэффициент усиления транзистора регулируется с течением времени для того, чтобы средняя производительность соответствовала нормам эффективности в процессе обучения. Поэтому, если собрать множество синаптических транзисторов в массив, они смогут обучиться реакции на ввод сенсорной информации не через компьютерную программу, а через реальное запоминание и наращивание навыков, словно человеческий мозг.

"Наш транзистор действительно имитирует функцию мозговых синапсов. Каждый раз, когда нейрон посылает сигнал, другие реагируют, а синапс отвечает за укрепление связи между сообщающимися клетками. И чем быстрее нейрон посылает сигнал, тем прочнее становится синапс. Фактически, эти структуры запоминают всё, что происходило между двумя нейронами", — рассказывает один из ведущих авторов исследования Цзянь Ши (Jian Shi).

Разработчики пишут в пресс-релизе, что синаптические транзисторы откроют новую эру эволюции искусственного интеллекта, ведь их можно будет встраивать в саму архитектуру вычислительных машин. Соединённые в масштабные сети такие устройства обеспечат компьютерам будущего не только высокую производительность, но и "гибкость мышления".

Статья с подробным описанием разработки вышла в журнале Nature Communications.

Также по теме:
Созданы нейроморфные чипы, имитирующие функции мозга
Инженеры IBM запитали компьютер-мозг "электронной кровью"
Искусственный интеллект достиг уровня четырехлетнего ребенка
IBM делает "мозг" из транзисторов
Ученые разработали чип, работающий, как мозг человека


Категорія: Наука і Технології | Переглядів: 292 | Додав: звезда | Рейтинг: 5.0/1
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]
Пошук
Фраза дня
Календар
«  Листопад 2013  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930
Свята та події
Календар свят і подій. Листівки, вітання та побажання
Прогноз погоди
Дніпродзержинськ 
Архів записів
Час життя сайту
Друзі сайту
Освітній портал Сайт о космосе,НЛО,аномалиях Банк Интернет-портфолио учителей Освітній портал MyReferatik
Новини
Copyright MyCorp © 2018Створити безкоштовний сайт на uCoz