براساس گزارش ساينس الرت، درحال حاضر مغز انسان از هر رايانه‌اي ديگري در جهان قدرتمند‌تر است، از 80 ميليارد نورون برخوردار است و بالاي 100 تريليارد سيناپس دارد كه نورون‌ها را به يكديگر متصل ساخته و عبور و مرور سيگنال‌ها را كنترل مي‌كند.
عملكرد تراشه‌هاي كنوني رايانه‌اي براساس ارسال سيگنال‌ها به زبان دودوئي است، هر بخش از اطلاعات به صفر و يك كد‌گذاري مي‌شوند، يا سيگنال‌هاي خواموش/روشن.
براي مقايسه اين روند با عملكرد مغز در سال 2013 يكي از قدرتمند‌ترين ابررايانه‌هاي جهان فعاليت مغز را شبيه‌سازي كرد و نتايج بسيار ناچيزي به دست آورد. در اين آزمايش ابررايانه K با استفاده از 82944 پردازشگر و يك پتابايت حافظه اصلي (برابر مجموع حافظه 250 هزار رايانه خانگي) مورد استفاده قرار گرفت.
در چنين شرايطي، شبيه‌سازي يك ثانيه از فعاليت 1.73 ميليارد نورون كه توسط 10.4 ترليارد سيناپس به يكديگر متصل شده‌بودند، 40 دقيقه زمان صرف كرد. اما اگر تراشه‌ها از اتصالات شبه سيناپسي برخوردار باشند، امكان انتقال تنوع بيشتري از سيگنال‌ها توسط رايانه به وجود خواهد آمد و زمينه آموزش شبه سيناپسي فراهم خواهد شد.
سيناپس‌ها واسطه ميان سيگنال‌هاي ارسال شده به سوي مغز هستند و نورون‌ها متناسب با تعداد و نوع يون‌هايي كه در سرتاسر سيناپس‌ها جاري هستند فعال مي‌شوند. اين روند به مغز در تشخيص الگو‌ها، به خاطر سپردن حقايق و انجام وظايف كمك مي‌كند.
شبيه سازي اين فرايند تا به امروز كار دشواري بوده‌است، اما محققان MIT اكنون تراشه‌اي را طراحي كرده‌اند كه از سيناپس‌هاي مصنوعي از جنس ژرمانيوم سيليكوني برخوردار است و امكان كنترل دقيق قدرت جريان الكتريكي جاري درون تراشه‌ها را فراهم مي‌كند،درست مانند كنترل يون‌هاي جاري در ميان نورون‌ها.
محققان براي ايجاد اين تراشه شبكه‌اي از ژرمانيوم سيليكون ايجاد كردند، كه از كانالي يك‌بعدي براي عبور يون‌ها برخوردار بود تا عبور يون‌ها از مسيري ثابت و هميشگي تضمين شود. از اين شبكه براي ساخت تراشه‌اي نورومورفيك استفاده شد: زماني كه جريان برق وارد تراشه مي‌شد، تمامي سيناپس‌ها جرياني ثابت را نمايش مي‌دادند، و نوسان جريان در آن تنها چهار درصد بود. نوسان جريان در يك تك سيناپس نيز به بيش از يك درصد نمي‌رسيد.
در يك عمليات شبيه‌سازي از اين تراشه براي شناسايي نمونه‌هاي دستخط استفاده شد و تراشه توانست اينكار را با دقتي 95 درصدي انجام دهد. شبكه عصبي آزمايش شده، متشكل از سه لايه از صفحات عصبي كه توسط دو لايه سيناپس مصنوعي از هم جدا شده‌بودند، توانست ده‌ها هزار دستخط را با دقت 95 درصدي از يكديگر تشخيص دهد.
قدم بعدي ساخت تراشه‌اي است كه خود به تنهايي از قدرت تشخيص دادن نمونه‌هاي خطي از يكديگر برخوردار است و در نهايت اين پژوهش قرار است به ساخت ابزارهاي شبكه عصبي قابل حمل منتهي شود. تراشه‌اي به اندازه سر انگشت كه بتواند كار يك ابررايانه را انجام دهد.
نظر شما