Подобная мозгу: вычислительная система из серебряных проводов показала превосходящую точность восприятия
Экспериментальная вычислительная система, смоделированная физическим образом, распознала написанные от руки цифры с точностью 93,4%. Основным новшеством экспериментальной методики стал алгоритм обучения, который непрерывно направлял в систему данные об успешности выполнения задач при обучении в реальном времени.
Новый алгоритм превзошёл показатели традиционного машинного обучения, которые в среднем обеспечивали точность в 91,4%. Исследователи также продемонстрировали, что память о предыдущих вводных данных, хранящихся непосредственно в системе, улучшает обучение. Напротив, прочие методы вычислений сохраняют сведения о накопленном опыте в программном или аппаратном обеспечении отдельно от процессоров.
В течение 15 лет учёные из института наносистем при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (CNSI) создавали свою платформенную технологию вычислений. Она похожа на человеческий мозг с его множеством связей и состоит из сложной сети проводов, распределённых на слое электродов. Система воспринимает вводные данные и выдает результаты благодаря электрическим импульсам. Провода в её составе настолько малы, что у них наномасштабный диаметр, то есть измеряется в миллиардных долях метра.
Построенную по принципу мозга сеть изготовили из материала с содержанием серебра и селена. Важно, что веществу доверили самостоятельно организоваться в сеть перекрещивающихся нанопроводков поверх комплекта из 16 электродов.
Разработанный «серебряный мозг» очень непохож на современные компьютеры. В последних отдельные модули памяти и обработки из атомов, положение которых неизменно, когда через них при проходят электронов. А вот сеть из нанопроводков физически меняет конфигурацию в ответ на стимул. Память уникальной новинки основана на атомной структуре и распределена по всей системе. Там, где провода перекрываются, соединения могут возникать или прекращаться подобно происходящему с синапсами в биологическом мозге, когда нейроны взаимодействуют между собой.
Соавторы исследования из Университета Сиднея придумали упрощённый алгоритм для ввода данных и интерпретации итогов. Он настроен так, чтобы использовать способность мозгоподобной системы динамически изменяться и обрабатывать несколько пакетов данных одновременно.
Ученые «натаскали» и протестировали сеть на рукописных цифрах. Изображения передавали в «серебряный мозг» пиксель за пикселем с электрическими импульсами по одной тысячной секунды. За тон пикселей, светлых либо тёмных, отвечали модуляции напряжения.
Сеть из нанопроводков всё ещё проходит стадию разработки. Но её создатели уже сейчас ожидают, что для сопоставимых задач ей потребуется куда меньше энергии, чем кремниевым системам искусственного интеллекта (ИИ). Сеть также сулит решение задач, с которыми уже сталкивается ИИ — это анализ меняющихся во времени сложных данных, например, динамики погоды. Уже существующие варианты ИИ при этом требуют огромных объёмов обучающих данных и чрезвычайно высоких затрат энергии.
Итак, в разработке совместили в тандем аппаратное и программное обеспечение. И рассчитывают, что полученная сеть из нанопроволок может затем играть дополнительную роль наряду с электронными устройствами на основе кремния. Память и обработка данных в подобных мозгу физических системах, способных постоянно подстраиваться и обучаться, хорошо подошли бы для «пограничных вычислений» — так называют обработку сложных данных локально, не связываясь с удалёнными серверами.
Потенциальные области применения «серебряного мозга» — робототехника, автономная навигация на транспорте, интеллектуальные устройств интернета вещей, мониторинг здоровья и координация показаний датчиков сразу в нескольких местах.
Новый алгоритм превзошёл показатели традиционного машинного обучения, которые в среднем обеспечивали точность в 91,4%. Исследователи также продемонстрировали, что память о предыдущих вводных данных, хранящихся непосредственно в системе, улучшает обучение. Напротив, прочие методы вычислений сохраняют сведения о накопленном опыте в программном или аппаратном обеспечении отдельно от процессоров.
В течение 15 лет учёные из института наносистем при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (CNSI) создавали свою платформенную технологию вычислений. Она похожа на человеческий мозг с его множеством связей и состоит из сложной сети проводов, распределённых на слое электродов. Система воспринимает вводные данные и выдает результаты благодаря электрическим импульсам. Провода в её составе настолько малы, что у них наномасштабный диаметр, то есть измеряется в миллиардных долях метра.
Построенную по принципу мозга сеть изготовили из материала с содержанием серебра и селена. Важно, что веществу доверили самостоятельно организоваться в сеть перекрещивающихся нанопроводков поверх комплекта из 16 электродов.
Разработанный «серебряный мозг» очень непохож на современные компьютеры. В последних отдельные модули памяти и обработки из атомов, положение которых неизменно, когда через них при проходят электронов. А вот сеть из нанопроводков физически меняет конфигурацию в ответ на стимул. Память уникальной новинки основана на атомной структуре и распределена по всей системе. Там, где провода перекрываются, соединения могут возникать или прекращаться подобно происходящему с синапсами в биологическом мозге, когда нейроны взаимодействуют между собой.
Соавторы исследования из Университета Сиднея придумали упрощённый алгоритм для ввода данных и интерпретации итогов. Он настроен так, чтобы использовать способность мозгоподобной системы динамически изменяться и обрабатывать несколько пакетов данных одновременно.
Ученые «натаскали» и протестировали сеть на рукописных цифрах. Изображения передавали в «серебряный мозг» пиксель за пикселем с электрическими импульсами по одной тысячной секунды. За тон пикселей, светлых либо тёмных, отвечали модуляции напряжения.
Сеть из нанопроводков всё ещё проходит стадию разработки. Но её создатели уже сейчас ожидают, что для сопоставимых задач ей потребуется куда меньше энергии, чем кремниевым системам искусственного интеллекта (ИИ). Сеть также сулит решение задач, с которыми уже сталкивается ИИ — это анализ меняющихся во времени сложных данных, например, динамики погоды. Уже существующие варианты ИИ при этом требуют огромных объёмов обучающих данных и чрезвычайно высоких затрат энергии.
Итак, в разработке совместили в тандем аппаратное и программное обеспечение. И рассчитывают, что полученная сеть из нанопроволок может затем играть дополнительную роль наряду с электронными устройствами на основе кремния. Память и обработка данных в подобных мозгу физических системах, способных постоянно подстраиваться и обучаться, хорошо подошли бы для «пограничных вычислений» — так называют обработку сложных данных локально, не связываясь с удалёнными серверами.
Потенциальные области применения «серебряного мозга» — робототехника, автономная навигация на транспорте, интеллектуальные устройств интернета вещей, мониторинг здоровья и координация показаний датчиков сразу в нескольких местах.
- Дмитрий Ладыгин
- techxplore.com
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....