Солодка перевага: інженери створюють з меду комп'ютерний чип, що імітує роботу мозку
Система з органічними "синапсами" повинна виконувати операції в рази швидше за звичайні комп'ютери та легко розчинятися у воді при утилізації.
Учені з Університету штату Вашингтнон розробляють комп'ютерний чип на основі меду, що імітує роботу органічного мозку. Подробиці вони розкрили на вебсайті навчального закладу.
Нейроморфні системи, що працюють за принципом людського мозку, проводять обчислення швидше та споживають менше енергії, ніж звичайні комп'ютери. Команда з Вашингтнону вирішила зробити такий пристрій зі широкодоступного й екологічно безпечного органічного матеріалу – меду. З цієї речовини вони створили мемристор — елемент, що нагадує транзистор, але здатний як обробляти, так і зберігати дані.
"Це дуже маленький пристрій із простою структурою, але за функціями він дуже схожий на людський нейрон. Це означає, що якщо ми зможемо об'єднати мільйони або мільярди цих медових мемристорів разом, то вони створять нейроморфну систему, яка функціонуватиме багато в чому подібно до людського мозку", — пояснив доцент Школи інженерії та комп'ютерних наук університету Вашингтона Фен Чжао.
Разом із колегами вони надали меду твердої форми та помістили його між металевими електродами. Готові мемристори змусили імітувати роботу синапсів мозку з дуже високою швидкістю ввімкнення (100 наносекунд) і вимкнення (500 наносекунд). Медові "нейрони" також імітували функції пластичності синапсів, які забезпечують здатність до навчання та запам'ятовування інформації.
Перші мемристори вийшли розміром із людське волосся, проте в майбутньому інженери хочуть зробити його в тисячу разів меншим і об'єднати мільярди разом для створення нейроморфного комп'ютера. За словами розробників, медові мемристори повинні витримати тепловий режим нейроморфних систем, які нагріваються набагато менше за класичні комп'ютери, проте каву на них краще не проливати. Якщо ж їх потрібно утилізувати, достатньо розчинити мед у воді.
Мозок людини містить понад 100 мільярдів нейронів із понад 1000 трильйонами синапсів — зв'язків між ними. Багато інженерів по всьому світу прагнуть штучно відтворити цю структуру, щоб досягти високої швидкості обчислень. Наприклад, Intel і IBM випустили нейроморфні чипи, які містять понад 100 мільйонів мемристорів, проте цього ще мало для повноцінної імітації мозку. Крім того, багато розробників використовують токсичні матеріалми, і такі, що погано розкладаються, а тому шкідливі для навколишнього середовища.
Раніше писали, що співробітники університетів Пердью, Санта-Клари, Портленда та Пенсільванії створюють чипи з функціями ШІ, які зможуть навчатися подібно до живого мозку. Апаратну частину цього пристрою можна будь-якої миті перепрограмувати за допомогою електричних імпульсів.
Повідомляли також, що південнокорейська компанія Samsung збирається відтворити мозок у 3D-чипах. На думку інженерів, така структура зробить комп'ютери автономнішими та здатнішими до навчання.