جنرال لواء

باحثون يفتحون قطعة مفقودة لـ "دماغ اصطناعي"


رسم توضيحي من NIST يوضح كيف يمكن لهذا المشبك الجديد أن يربط معالجات الدماغ NIST

بحث جديد قادم من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا قد يجعل أجهزة الكمبيوتر تقترب عدة خطوات من العمل مثل الأدمغة الاصطناعية. طور فريق NIST مفتاحًا فائق التوصيل ("المشبك") "يتعلم" مثل نظيره البيولوجي. يمكن لهذا المفتاح في النهاية توصيل المعالجات وتخزين الذكريات داخل أنظمة الكمبيوتر بالضبط كيف يخزن الدماغ البشري المعلومات.

كان تطوير أجهزة كمبيوتر تشبه الدماغ عنصرًا أساسيًا في الخيال العلمي لما يقرب من مائة عام ، ولكن الهندسة العصبية أصبحت حقيقة واقعة في أواخر الثمانينيات. يُنظر إليه إلى حد كبير على أنه مستقبل العقول الرقمية لأجهزة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر والروبوتات. إلى جانب برمجة الذكاء الاصطناعي ، يمكن أن تكون الرقائق ذات الأشكال العصبية هي المفتاح لحوسبة أسرع بطاقة أقل بشكل ملحوظ وفي أنظمة أكثر كفاءة.

قال مايك شنايدر ، الفيزيائي في المعهد القومي للمعايير والتقنية (NIST) ، في بيان: "يحتاج المشبك العصبي NIST إلى طاقة أقل من المشابك البشرية ، ولا نعرف أي مشابك اصطناعية أخرى تستخدم طاقة أقل".

المشبك NIST عبارة عن مفتاح ربط بين التموجات الكهربائية الواردة والإشارات التي يتم إخراجها. إنه يعمل بنفس الطريقة التي ينتقل بها المشبك البشري بسرعة بين خليتي دماغ. يتميز إنشاء NIST بتصميم داخلي مرن يمكن تغييره بناءً على تجربته أو بيئته. أوضح الباحثون أنه كلما زادت النتوءات الكهربائية التي تطلق بين المعالجات ، زادت قوة التوصيلات التي يقوم بها المشبك. ومثل نظيراتها الحقيقية ، تحافظ المشابك الاصطناعية على دوائر قديمة أثناء إنشاء دوائر جديدة.

ومع ذلك ، على عكس المشبك البشري ، فإن المشبك الاصطناعي يتحرك بشكل أسرع من الدماغ البشري. تطلق خلية دماغية 50 مرة في الثانية. يشتعل تشابك NIST بمليار مرة في الثانية وبعُشر الطاقة التي يحتاجها الدماغ البشري. قام الباحثون بقياس الطاقة اللازمة بأقل من 1 أتوجول. هذه طاقة أقل مما هو موجود بشكل طبيعي في درجة حرارة الغرفة كطاقة في الخلفية.

من الناحية المثالية ، يمكن العثور على هذه المشابك الجديدة في أجهزة الكمبيوتر العصبية التي تعتمد بشكل كبير على المواد فائقة التوصيل. من شأن ذلك أن يجعل النظام بأكمله أكثر كفاءة من الأجهزة الإلكترونية الأخرى التي تعتمد على الموصلات الفائقة. بالإضافة إلى ذلك ، كما أشار الباحثون ، فإن الأجهزة فائقة التوصيل تعكس بالفعل خلايا المخ البشري في كيفية نقل الإشارات. ولكن بفضل هذه المشابك الجديدة ، لم تعد القطعة المفقودة للعقول الاصطناعية مفقودة.

يستخدم المشبك أيضًا تقنية مألوفة لدى فريق NIST تسمى تقاطع جوزيفسون. تقوم هذه التقاطعات بتغطية المواد فائقة التوصيل مع عازل كحشو. كما لاحظ شنايدر ، فإن هذه التقاطعات تشمل 20.000 منجنيز وسليكون نانوي في كل ميكرومتر مربع. أعطوا الباحثين التحكم الذي يحتاجونه.

وأشار إلى أن "هذه تقاطعات مخصصة لجوزيفسون". "يمكننا التحكم في عدد العناقيد النانوية التي تشير في نفس الاتجاه ، مما يؤثر على خصائص التوصيل الفائق للتقاطع."

في النهاية ، يمكن أن تلعب هذه المشابك أدوارًا حاسمة في جعل معالجة البيانات في وقت واحد حقيقة واقعة. يمكن أن تكون أجهزة الكمبيوتر ذات الأشكال العصبية هي الموجة الجديدة من الواقع نظرًا للحاجة المتزايدة إلى حوسبة أسرع بتكاليف طاقة أقل.

يمكن العثور على الورقة الكاملة من NIST في إصدار حديث من التقدم العلمي.


شاهد الفيديو: الذكاء الاصطناعي و مستقبل البشرية و مبادرة تدريب مليون مبرمج عربي (شهر اكتوبر 2021).