Человеческий мозг и нанопроводные сети: найдены странные сходства
Международная группа под руководством ученых из Сиднейского университета продемонстрировала, что нанопроводные сети могут обладать как краткосрочной, так и долговременной памятью, подобно человеческому мозгу. Исследование опубликовано в журнале Science Advances под руководством доктора Алона Леффлера.
— доктор Леффлер.
Нанопроводные сети — это тип нанотехнологий, обычно изготавливаемых из крошечных серебряных проводов с высокой проводимостью, невидимых невооруженным глазом. Проводники покрыты пластиковым материалом и пересекаются в пространстве как сетка. Провода имитируют аспекты сетевой физической структуры человеческого мозга.
Достижения в области нанопроводных сетей могут предвещать множество реальных приложений, таких как улучшение робототехники или сенсорных устройств, которым необходимо быстро принимать решения в непредсказуемых условиях.
— профессор Зденка Кунчич.
Чтобы проверить возможности сети нанопроводов, исследователи дали ей задачу, похожий на обычный тест памяти, используемый в экспериментах по психологии человека, так называемую задачу N-Back.
Для человека задание N-Back может включать в себя, например, запоминание определенного изображения кошки из серии последовательных изображений. Оценка N-Back, равная 7, средняя для людей, указывает на то, что человек может распознать ту же кошку, которую видел семь шагов назад.
Применительно к сети нанопроводов исследователи обнаружили, что она может «запоминать» желаемую конечную точку в электрической цепи на семь шагов назад, что означает 7 баллов в тесте N-Back.
— доктор Леффлер.
Неврологи считают, что именно так работает мозг: одни синаптические связи усиливаются, а другие ослабевают, и считается, что именно так мы предпочтительнее запоминаем некоторые вещи.
Исследователи отметили, что когда сеть нанопроводов постоянно подвергается обучению, она достигает точки, когда обучение больше не требуется, поскольку информация консолидируется в памяти.
Мы обнаружили, что когнитивные функции более высокого порядка, которые мы обычно связываем с человеческим мозгом, можно эмулировать в небиологическом оборудовании. Эта работа основана на нашем предыдущем исследовании, в котором мы показали, как нанотехнологии могут быть использованы для создания электрического устройства на основе мозга со схемами, подобными нейронным сетям, и сигналами, подобными синапсам.
Наша текущая работа прокладывает путь к воспроизведению мозгоподобного обучения и памяти в небиологических аппаратных системах и предполагает, что основная природа мозгоподобного интеллекта может быть физической
Наша текущая работа прокладывает путь к воспроизведению мозгоподобного обучения и памяти в небиологических аппаратных системах и предполагает, что основная природа мозгоподобного интеллекта может быть физической
— доктор Леффлер.
Нанопроводные сети — это тип нанотехнологий, обычно изготавливаемых из крошечных серебряных проводов с высокой проводимостью, невидимых невооруженным глазом. Проводники покрыты пластиковым материалом и пересекаются в пространстве как сетка. Провода имитируют аспекты сетевой физической структуры человеческого мозга.
Достижения в области нанопроводных сетей могут предвещать множество реальных приложений, таких как улучшение робототехники или сенсорных устройств, которым необходимо быстро принимать решения в непредсказуемых условиях.
Эта сеть нанопроводов похожа на синтетическую нейронную сеть, потому что нанопровода действуют как нейроны, а места, где они соединяются друг с другом, аналогичны синапсам. Вместо того чтобы реализовать задачу машинного обучения, в этом исследовании доктор Леффлер фактически сделал еще один шаг вперед и попытался продемонстрировать, что нанопроводные сети выполняют какую-то когнитивную функцию
— профессор Зденка Кунчич.
Чтобы проверить возможности сети нанопроводов, исследователи дали ей задачу, похожий на обычный тест памяти, используемый в экспериментах по психологии человека, так называемую задачу N-Back.
Для человека задание N-Back может включать в себя, например, запоминание определенного изображения кошки из серии последовательных изображений. Оценка N-Back, равная 7, средняя для людей, указывает на то, что человек может распознать ту же кошку, которую видел семь шагов назад.
Применительно к сети нанопроводов исследователи обнаружили, что она может «запоминать» желаемую конечную точку в электрической цепи на семь шагов назад, что означает 7 баллов в тесте N-Back.
То, что мы сделали, — манипулирование напряжениями концевых электродов, чтобы заставить связи измениться, вместо того, чтобы позволить сети просто делать свое дело. Мы заставили связи возникать там, где мы хотели. Когда мы реализовали этот метод, нанопамять получила гораздо более высокую точность, которая не уменьшалась со временем. По сути сеть запоминала выбранный алгоритм работы
— доктор Леффлер.
Неврологи считают, что именно так работает мозг: одни синаптические связи усиливаются, а другие ослабевают, и считается, что именно так мы предпочтительнее запоминаем некоторые вещи.
Исследователи отметили, что когда сеть нанопроводов постоянно подвергается обучению, она достигает точки, когда обучение больше не требуется, поскольку информация консолидируется в памяти.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....