Новое полупроводниковое устройство распознало рукописный текст на 97%

Нейроморфное полупроводниковое устройство достигло самого высокого в мире уровня распознавания рукописного текста, заявили создатели. Нейроморфность подразумевает сходство в работе с человеческим мозгом.


О достижении сообщила исследовательская группа из Корейского института материаловедения (KIMS). Команда под руководством учёных Ен Хун Кима и Чжон Дэ Квона успешно разработала первое в мире нейроморфное полупроводниковое устройство с высокой надёжностью, создав тонкую плёнку из переработанного литий-ионного аккумулятора. Учёные объединили основное составляющее литий-ионных батарей с двумерными наноматериалами.

Исследовательская группа заявила, что их нейроморфное полупроводниковое устройство нового поколения не требует центрального процессора и памяти, традиционных узлов обработки и хранения информации. Оно может одновременно обрабатывать и хранить данные, а также изучать и распознавать изображения, например рукописный ввод.

В новинке есть условные «нейроны» и места контактов между ними, то есть «синапсы». Иными словами, структура аналогична по сути человеческому мозгу. Синаптическое устройство принимает сигналы от «нейронов» и регулирует так называемый синаптический вес, то есть силу соединения между «нейронами», для одновременной обработки и хранения информации.

Традиционные методы управления силой соединения используют ловушки заряда между поверхностями разнородных материалов или ионов кислорода. При этом способе трудно контролировать движение ионов в желаемом направлении в соответствии с внешним электрическим полем. Исследователи решили эту проблему с помощью полупроводникового устройства с искусственным интеллектом (ИИ) с высокой плотностью.

Исследовательская группа создала необходимую плёнку методом вакуумного напыления, типичном для обработки полупроводников. Толщина нанесённой плёнки — менее 100 нанометров. После изготовления устройства транзисторного типа на подложке из кремниевых пластин в результате воздействия электрическим полем извне ионы лития в заряженной тонкой плёнке перемещаются так, что проводимость канала можно точно контролировать.

Исследовательская группа внедрила шаблон обучения искусственной нейронной сети с использованием этого синаптического устройства и настроила распознавание рукописного ввода. Полупроводниковое устройство с ИИ показало уровень распознавания рукописного текста около 96,77%. При 500 включениях электрополя характеристики точно отрегулированной силы соединения сохранялись.