Нова фотонна функція міміки мікрочіпів основного мозку

Хоча кров'яниста край штучного інтелекту забезпечила нас потужними інструментами, які можуть перевершити нас у конкретних завданнях і найкращі у нас навіть у найскладніших іграх, всі вони працюють як ізольовані алгоритми без жодної неймовірної асоціативної сили мозку людини. Наша нинішня обчислювальна архітектура не може відповідати ефективності наших власних думок, але складна група дослідників з університетів Мюнстера, Оксфорда і Ексетера відкрила спосіб почати звуження цього розриву, створивши невелику штучну нейросинаптичну мережу на світлі.

Сьогоднішні комп'ютери зберігають пам'ять окремо від процесора. З іншого боку, людський мозок зберігає пам'ять у синапсах, які служать сполучною тканиною між нейронами. Замість того, щоб передавати пам'ять для обробки, мозок має одночасний доступ до цієї пам'яті, коли підключені нейрони вогню. У той час як неврологія в цілому приймає теорію синаптичної пам'яті, нам все ще бракує остаточного розуміння того, як вона працює.

Навіть досі ми розуміємо, що мозок обробляє кілька процесів одночасно. Людські мізки можуть не функціонувати з цифровою обчислювальною ефективністю базового калькулятора за замовчуванням, але це вимагає суперкомп'ютера, який вимагає достатньо електроенергії для живлення 10 000 будинків, щоб випередити його. Людський мозок встановлює високі показники для свого штучного аналога в обчислювальній потужності, і його значні архітектурні відмінності роблять його можливості набагато більш динамічними, що робить ці порівняння майже безглуздими.

Багатонаціональна дослідницька група, яка успішно відтворила штучну нейросинаптичну мережу, використовувала чотири нейрони і 60 синапсів з 15 синапсами на нейрон. Сам по собі головний мозок містить мільярди нейронів. При ще більшій кількості синапсів (співвідношення близько 10,000: 1), коли ви враховуєте різницю в масштабах, легко побачити, як це велике досягнення служить лише першим кроком у довгому шляху.

Але це не робить досягнення менш вражаючим. Те, як функція мікросхеми не піддається простому поясненню, але по суті, вона використовує ряд резонаторів, щоб направляти вхідні імпульси лазерного світла, щоб вони досягали штучного нейрона, як передбачалося. Без належного наведення хвилі, штучні нейрони не змогли б отримати послідовний вхід і не мали практичної обчислювальної функції. Створені з матеріалу, що змінює фазу, штучні нейрони змінюють свої властивості у відповідь на сфокусований лазер, і цей процес успішно імітує один маленький шматочок людського мозку.

Завдяки малому розміру штучної нейросинаптичної мережі, дослідницька група створила стандартне комп'ютерне моделювання на основі його функціональності для того, щоб перевірити її обчислювальні можливості у більшому масштабі. Ці моделювання успішно продемонстрували, що експериментальний чіп може обробляти завдання розпізнавання образів, необхідні для глибокого навчання.

Хоча невелика штучна мережа може не встигнути досягти багато чого самостійно, ця технологія матиме неймовірні переваги, коли вона дозріє. На думку дослідників, фотонна система має потенціал працювати зі швидкістю понад 1000 разів швидше, ніж людський мозок. Імітуючи нейросинаптичну мережу, вона також долає вузьке місце передачі даних, оскільки функція пам'яті та обробки існує в одному місці.

Ця технологія може принести новий вік обчислювальної техніки в найближчі десятиліття, але важливо пам'ятати, що реплікація людського мозку не може відбутися лише шляхом виготовлення штучних нейросинаптичних мереж. У порівнянні з людьми, слони мають значно більші мізки з набагато більшим числом нейронів і синапсів, ніж люди, і це не дає жодних інтелектуальних переваг. Мозок неандертальців теж функціонував по-різному і зберігав зовсім іншу форму і більший розмір. Хоча ці відмінності не розкривають будь-якої конкретної правди про те, чому людський мозок зберігає інтелектуальну перевагу над іншим органічним життям, він демонструє, скільки ми залишили, щоб навчитися, щоб створити таку потужну і динамічну машину, як в нашій голові .