अक्टूबर 17, 2023 (नानावरक न्यूज़) कंप्यूटर माइक्रोचिप्स बनाने के लिए ऐसी नवीन सामग्रियों की गहन, विश्वव्यापी खोज हो रही है जो क्लासिक पर आधारित न हों ट्रांजिस्टर लेकिन बहुत अधिक ऊर्जा-बचत करने वाले, मस्तिष्क जैसे घटकों पर। हालाँकि, जबकि क्लासिक ट्रांजिस्टर-आधारित डिजिटल कंप्यूटर का सैद्धांतिक आधार ठोस है, मस्तिष्क जैसे कंप्यूटर के निर्माण के लिए कोई वास्तविक सैद्धांतिक दिशानिर्देश नहीं हैं। ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय में संज्ञानात्मक सामग्री में कंप्यूटिंग के प्रोफेसर हर्बर्ट जैगर का तर्क है कि नए प्रकार के माइक्रोचिप्स की इंजीनियरिंग में किए जाने वाले प्रयासों को ठोस आधार पर रखने के लिए ऐसा सिद्धांत बिल्कुल आवश्यक होगा।
दुनिया भर के वैज्ञानिक ऊर्जा-बचत करने वाले, मस्तिष्क जैसे कंप्यूटर माइक्रोचिप्स बनाने के लिए नई सामग्रियों की खोज कर रहे हैं क्योंकि क्लासिक ट्रांजिस्टर लघुकरण अपनी भौतिक सीमा तक पहुंच गया है।
मस्तिष्क जैसे कंप्यूटरों के लिए सैद्धांतिक दिशानिर्देशों का अभाव है, जो इसे क्षेत्र में प्रगति के लिए महत्वपूर्ण बनाता है।
मस्तिष्क की बहुमुखी प्रतिभा और मजबूती इसके सटीक कामकाज के बारे में सीमित ज्ञान के बावजूद एक प्रेरणा के रूप में काम करती है।
एक हालिया पेपर सुझाव देता है कि गैर-डिजिटल कंप्यूटरों के लिए एक सिद्धांत को निरंतर, एनालॉग सिग्नल पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए और नई सामग्रियों की विशेषताओं पर विचार करना चाहिए।
न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग के लिए एक मूलभूत सिद्धांत विकसित करने के लिए विविध वैज्ञानिक क्षेत्रों के बीच अंतराल को पाटना महत्वपूर्ण है।
भौतिक कंप्यूटिंग प्रणालियों के एक सामान्य सिद्धांत में विशेष मामलों के रूप में मौजूदा सिद्धांत शामिल होंगे। (चित्र arXiv पर नेचर कॉम पेपर के विस्तारित संस्करण से लिया गया है)
चाबी छीन लेना
अनुसंधान
कंप्यूटर, अब तक, स्थिर स्विचों पर निर्भर रहे हैं जो बंद या चालू हो सकते हैं, आमतौर पर ट्रांजिस्टर। ये डिजिटल कंप्यूटर तार्किक मशीनें हैं और इनकी प्रोग्रामिंग भी तार्किक तर्क पर आधारित होती है। दशकों से, ट्रांजिस्टर के और अधिक लघुकरण के कारण कंप्यूटर अधिक शक्तिशाली हो गए हैं, लेकिन यह प्रक्रिया अब भौतिक सीमा के करीब पहुंच रही है। यही कारण है कि वैज्ञानिक अधिक बहुमुखी स्विच बनाने के लिए नई सामग्री खोजने पर काम कर रहे हैं, जो डिजिटल 0 या 1 की तुलना में अधिक मूल्यों का उपयोग कर सकते हैं।खतरनाक ख़तरा
जैगर ग्रोनिंगन कॉग्निटिव सिस्टम्स एंड मैटेरियल्स सेंटर (कॉग्निग्रोन) का हिस्सा है, जिसका लक्ष्य विकसित करना है न्यूरोमोर्फिक (अर्थात मस्तिष्क जैसे) कंप्यूटर. कॉग्निग्रोन उन वैज्ञानिकों को एक साथ ला रहा है जिनके पास बहुत अलग दृष्टिकोण हैं: प्रयोगात्मक सामग्री वैज्ञानिक और गणित, कंप्यूटर विज्ञान और एआई जैसे विविध क्षेत्रों के सैद्धांतिक मॉडलर। सामग्री वैज्ञानिकों के साथ मिलकर काम करने से जेगर को नई कम्प्यूटेशनल सामग्री के साथ आने की कोशिश में आने वाली चुनौतियों का अच्छा अंदाजा हो गया है, जबकि इससे उन्हें एक खतरनाक नुकसान के बारे में भी पता चला है: गैर-के उपयोग के लिए कोई स्थापित सिद्धांत नहीं है। कंप्यूटिंग सिस्टम में डिजिटल भौतिक प्रभाव। हमारा मस्तिष्क कोई तार्किक प्रणाली नहीं है। हम तार्किक रूप से तर्क कर सकते हैं, लेकिन यह हमारा मस्तिष्क जो करता है उसका केवल एक छोटा सा हिस्सा है। अधिकांश समय, यह काम करना चाहिए कि चाय के कप तक हाथ कैसे लाया जाए या किसी सहकर्मी के गलियारे में जाते समय उसकी ओर हाथ कैसे हिलाया जाए। 'हमारा मस्तिष्क जो सूचना-प्रसंस्करण करता है, वह गैर-तार्किक सामग्री है, जो निरंतर और गतिशील है। जेगर बताते हैं, ''डिजिटल कंप्यूटर में इसे औपचारिक रूप देना मुश्किल है।'' इसके अलावा, रक्तचाप, बाहरी तापमान या हार्मोन संतुलन आदि में उतार-चढ़ाव के बावजूद हमारा दिमाग काम करता रहता है। ऐसा कंप्यूटर बनाना कैसे संभव है जो इतना बहुमुखी और मजबूत हो? जैगर आशावादी हैं: 'सरल उत्तर है: मस्तिष्क इस सिद्धांत का प्रमाण है कि यह किया जा सकता है।'न्यूरॉन्स
इसलिए, मस्तिष्क पदार्थ वैज्ञानिकों के लिए एक प्रेरणा है। जैगर: 'वे कुछ ऐसा उत्पादन कर सकते हैं जो कुछ सौ परमाणुओं से बना हो और जो दोलन करेगा, या कुछ ऐसा जो गतिविधि का विस्फोट दिखाएगा। और वे कहेंगे: "ऐसा लगता है कि न्यूरॉन्स कैसे काम करते हैं, तो आइए एक तंत्रिका नेटवर्क बनाएं"।' लेकिन वे यहां ज्ञान का एक महत्वपूर्ण हिस्सा खो रहे हैं। 'यहां तक कि तंत्रिका विज्ञानी भी ठीक से नहीं जानते कि मस्तिष्क कैसे काम करता है। यहीं पर न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटरों के लिए एक सिद्धांत की कमी समस्याग्रस्त है। फिर भी, क्षेत्र में यह देखने को नहीं मिलता है।' में प्रकाशित एक पेपर में संचार प्रकृति ("भौतिकी द्वारा प्रदान की जाने वाली किसी भी चीज़ से बनी कंप्यूटिंग मशीनों के लिए एक औपचारिक सिद्धांत की ओर"), जैगर और उनके सहयोगी बीट्रिज़ नोहेडा (कॉग्निग्रोन के वैज्ञानिक निदेशक) और विल्फ्रेड जी वैन डेर विएल (ट्वेंटे विश्वविद्यालय) गैर-डिजिटल कंप्यूटर के लिए एक सिद्धांत कैसा दिख सकता है, इसका एक स्केच प्रस्तुत करते हैं। उनका प्रस्ताव है कि स्थिर 0/1 स्विच के बजाय, सिद्धांत को निरंतर, एनालॉग सिग्नल के साथ काम करना चाहिए। इसमें गैर-मानक नैनोस्केल भौतिक प्रभावों की प्रचुरता को भी शामिल किया जाना चाहिए जिनकी सामग्री वैज्ञानिक जांच कर रहे हैं।उप-सिद्धांत
जैगर ने सामग्री वैज्ञानिकों को सुनने से जो कुछ और सीखा है वह यह है कि इन नई सामग्रियों से उपकरणों का निर्माण करना मुश्किल है। जेगर: 'यदि आप उनमें से सौ बनाएं, तो वे सभी एक जैसे नहीं होंगे।' यह वास्तव में बिल्कुल मस्तिष्क जैसा है, क्योंकि हमारे सभी न्यूरॉन्स बिल्कुल एक जैसे नहीं होते हैं। एक और संभावित मुद्दा यह है कि उपकरण अक्सर भंगुर और तापमान-संवेदनशील होते हैं, जेगर जारी रखते हैं। 'न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग के किसी भी सिद्धांत को ऐसी विशेषताओं को ध्यान में रखना चाहिए।' महत्वपूर्ण रूप से, न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग को रेखांकित करने वाला एक सिद्धांत एक एकल सिद्धांत नहीं होगा बल्कि कई उप-सिद्धांतों से निर्मित होगा (नीचे छवि देखें)। जैगर: 'वास्तव में डिजिटल कंप्यूटर सिद्धांत भी इसी तरह काम करता है, यह जुड़े हुए उप-सिद्धांतों की एक स्तरित प्रणाली है।' न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटरों के ऐसे सैद्धांतिक विवरण को बनाने के लिए प्रायोगिक सामग्री वैज्ञानिकों और औपचारिक सैद्धांतिक मॉडलर्स के निकट सहयोग की आवश्यकता होगी। जैगर: 'कंप्यूटर वैज्ञानिकों को इन सभी नई सामग्रियों की भौतिकी के बारे में पता होना चाहिए और सामग्री वैज्ञानिकों को कंप्यूटिंग में मूलभूत अवधारणाओं के बारे में पता होना चाहिए।'अंधा धब्बे
सामग्री विज्ञान, तंत्रिका विज्ञान, कंप्यूटिंग विज्ञान और इंजीनियरिंग के बीच इस विभाजन को पाटने के लिए ही ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय में कॉग्निग्रोन की स्थापना की गई थी: यह इन विभिन्न समूहों को एक साथ लाता है। जेगर ने निष्कर्ष निकाला, 'हम सभी में कुछ अंधे बिंदु होते हैं।' 'और हमारे ज्ञान में सबसे बड़ा अंतर न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग के लिए एक मूलभूत सिद्धांत है। हमारा पेपर यह इंगित करने का पहला प्रयास है कि इस तरह का सिद्धांत कैसे बनाया जा सकता है और हम एक आम भाषा कैसे बना सकते हैं।'- एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
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- स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63871.php
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