Молодые ученые Лаборатории функциональных материалов и устройств для наноэлектроники МФТИ работают над созданием нейростора — первого искусственного в нашей стране нейрон, необходимо разработать компьютер, имитирующий человеческий мозг. Ученые уже могут создавать мемристоры, которые играют важную роль синапсы (передача импульсов между нейронами), поэтому если они смогут построить аналог нервной клетки, это значительно приблизит их к физическому воплощению нейронной сети. Об этом CNews рассказали представители МФТИ.

Если объединить мемристоры с нейростором, можно получить чипспособный рассчитать самое современное на данный момент нейронная сеть алгоритмы на физическом уровне. По мнению экспертов, это откроет множество возможностей и, в частности, такие устройства можно будет устанавливать на роботов, дроны и другую технику.

«Нам нужны специальные чипы, которые смогут запускать все алгоритмы нейронных сетей на физическом уровне без необходимости программной обработки. Для этого нужны специальные элементы — мемристоры, имитирующие работу синапсов, и нейросторы, имитирующие нейроны. Если объединить их так, как они работают в человеческом мозге, новейшие и самые совершенные алгоритмы будут работать более эффективно и быстро в аппаратном обеспечении», — рассказал старший научный сотрудник Лаборатории наноэлектроники функциональных материалов и устройств МФТИ. Антон Ханас.

Современные нейросетевые технологии активно развиваются в своей программной части. Однако эти алгоритмы по-прежнему рассчитываются на обычных электронных вычислительных машинах. Для этого нужны очень мощные компьютеры и большое количество энергияпоэтому возможности нейронных сетей не могут быть использованы в компактный автономное устройство. Как только ученым удастся создать нейроморфный компьютер, его можно установить на дрон, роботы и другое оборудование, поясняют разработчики.

ЧИТАТЬ   Яростный конкурент Intel готовит первый в мире 256-ядерный процессор с передовой топологией

Нейрон в человек мозг имеет множество входов — дендритов и один выход — аксон, через который электрический импульс передается следующему нейрону. Каждая нервная клетка получает множество импульсов от соседних клеток и в результате заряд внутри нейрона на некоторое время увеличивается. Как только оно превышает определенное пороговое значение, срабатывает триггерный механизм и импульс передается дальше.

Чтобы искусственно воспроизвести этот процесс, ученым нужны три элемента. Во-первых, емкость — это аналог мембраны нейрона, где накапливаются заряды. Во-вторых, механизм срабатывания порога при определенном напряжении, и в-третьих, механизм утечки нагрузки, если этот порог не превышен.

«Конечная цель — разработать масштабируемый и компактный нейростор, элементы которого созданы с использованием технологии тонкопленочной микроэлектроники и соединены как интегральная схема. Но на предварительных этапах для определения взаимодействия отдельных элементов можно использовать доступные сегодня условные элементы. конденсаторы — буквально из радиомагазина, в качестве порогового переключателя используем старые советский газоразрядные лампы. Мы хотим реализовать переменную емкость, чтобы можно было моделировать области мозга, в которых она меняется. Это даст нам разные режимы работы нейронов», — сказал Антон Ханас.

У исследовательской группы уже есть прототипы порогового и емкостного переключателей.

Source

От admin