17 października 2023 (Wiadomości Nanowerk) Na całym świecie trwają intensywne poszukiwania nowatorskich materiałów do budowy mikrochipów komputerowych, nie opartych na klasyce tranzystory ale na znacznie bardziej energooszczędnych komponentach przypominających mózg. Jednakże, chociaż podstawy teoretyczne klasycznych komputerów cyfrowych opartych na tranzystorach są solidne, nie ma prawdziwych wytycznych teoretycznych dotyczących tworzenia komputerów przypominających mózg. Taka teoria byłaby absolutnie konieczna, aby wysiłki włożone w inżynierię nowych rodzajów mikrochipów oprzeć na solidnych podstawach, argumentuje Herbert Jaeger, profesor informatyki w materiałach kognitywnych na Uniwersytecie w Groningen.
Naukowcy na całym świecie poszukują nowych materiałów do budowy energooszczędnych mikrochipów komputerowych przypominających mózg, w miarę jak miniaturyzacja klasycznych tranzystorów osiąga swój fizyczny limit.
Brakuje teoretycznych wytycznych dotyczących komputerów mózgopodobnych, co sprawia, że mają one kluczowe znaczenie dla postępu w tej dziedzinie.
Wszechstronność i wytrzymałość mózgu stanowią inspirację pomimo ograniczonej wiedzy na temat jego dokładnego działania.
Niedawny artykuł sugeruje, że teoria komputerów niecyfrowych powinna skupiać się na ciągłych sygnałach analogowych i uwzględniać właściwości nowych materiałów.
Wypełnianie luk między różnymi dziedzinami nauki ma kluczowe znaczenie dla opracowania podstawowej teorii obliczeń neuromorficznych.
Ogólna teoria fizycznych systemów obliczeniowych obejmowałaby istniejące teorie jako przypadki szczególne. (Rysunek pochodzi z rozszerzonej wersji artykułu Nature Comm na temat arXiv)
Na wynos
Badanie
Do tej pory komputery polegały na stabilnych przełącznikach, które można włączać i wyłączać, zwykle na tranzystorach. Te cyfrowe komputery są maszynami logicznymi i ich programowanie również opiera się na logicznym rozumowaniu. Przez dziesięciolecia komputery stawały się coraz potężniejsze dzięki dalszej miniaturyzacji tranzystorów, ale obecnie proces ten zbliża się do fizycznej granicy. Dlatego naukowcy pracują nad znalezieniem nowych materiałów, które umożliwią wykonanie bardziej uniwersalnych przełączników, które mogłyby wykorzystywać więcej wartości niż tylko cyfry 0 lub 1.Niebezpieczna pułapka
Jaeger jest częścią Centrum Systemów i Materiałów Kognitywnych w Groningen (CogniGron), którego celem jest rozwój komputery neuromorficzne (tj. przypominające mózg).. CogniGron skupia naukowców o bardzo różnych podejściach: naukowców zajmujących się materiałami eksperymentalnymi i twórców modeli teoretycznych z dziedzin tak różnorodnych, jak matematyka, informatyka i sztuczna inteligencja. Ścisła współpraca z naukowcami zajmującymi się materiałami dała Jaegerowi dobre pojęcie o wyzwaniach, jakie stoją przed nimi podczas prób opracowania nowych materiałów obliczeniowych, a jednocześnie uświadomiła mu niebezpieczną pułapkę: nie ma ustalonej teorii wykorzystania nie- cyfrowe efekty fizyczne w systemach komputerowych. Nasz mózg nie jest systemem logicznym. Potrafimy logicznie rozumować, ale to tylko niewielka część tego, co robi nasz mózg. W większości przypadków trzeba wymyślić, jak podać rękę do filiżanki lub pomachać koledze, mijając go na korytarzu. „Większość informacji przetwarzanych przez nasz mózg to procesy nielogiczne, ciągłe i dynamiczne. Trudno to sformalizować na komputerze cyfrowym” – wyjaśnia Jaeger. Co więcej, nasze mózgi działają pomimo wahań ciśnienia krwi, temperatury zewnętrznej czy równowagi hormonalnej i tak dalej. Jak można stworzyć komputer tak wszechstronny i solidny? Jaeger jest optymistą: „Prosta odpowiedź brzmi: mózg jest dowodem na to, że da się to zrobić”.Neurony
Mózg jest zatem inspiracją dla badaczy materiałów. Jaeger: „Mogą wyprodukować coś, co składa się z kilkuset atomów i będzie oscylować, lub coś, co będzie wykazywać wybuchy aktywności. A oni powiedzą: „Wygląda na to, jak działają neurony, więc zbudujmy sieć neuronową”. Brakuje im jednak istotnej wiedzy. „Nawet neurobiolodzy nie wiedzą dokładnie, jak działa mózg. W tym miejscu problematyczny jest brak teorii komputerów neuromorficznych. Jednak wygląda na to, że w terenie tego nie widać. W artykule opublikowanym w Nature Communications („W stronę formalnej teorii maszyn liczących zbudowanej z tego, co oferuje fizyka”), Jaeger i jego koledzy Beatriz Noheda (dyrektor naukowy CogniGron) i Wilfred G. van der Wiel (Uniwersytet Twente) przedstawiają szkic tego, jak mogłaby wyglądać teoria komputerów niecyfrowych. Proponują, że zamiast stabilnych przełączników 0/1 teoria powinna działać z ciągłymi sygnałami analogowymi. Powinien także uwzględniać bogactwo niestandardowych efektów fizycznych w nanoskali, które badają naukowcy zajmujący się materiałami.Sub-teorie
Inną rzeczą, której Jaeger nauczył się słuchając naukowców zajmujących się materiałami, jest to, że urządzenia z tych nowych materiałów są trudne do skonstruowania. Jaeger: „Jeśli zrobisz ich sto, nie wszystkie będą identyczne”. W rzeczywistości jest to bardzo podobne do mózgu, ponieważ nasze neurony też nie są dokładnie identyczne. Innym możliwym problemem jest to, że urządzenia są często kruche i wrażliwe na temperaturę – kontynuuje Jaeger. „Każda teoria obliczeń neuromorficznych powinna uwzględniać takie cechy”. Co ważne, teoria leżąca u podstaw obliczeń neuromorficznych nie będzie pojedynczą teorią, ale zostanie zbudowana z wielu teorii podrzędnych (patrz rysunek poniżej). Jaeger: „W rzeczywistości tak właśnie działa teoria komputerów cyfrowych – jest to warstwowy system połączonych teorii podrzędnych”. Stworzenie takiego teoretycznego opisu komputerów neuromorficznych będzie wymagało ścisłej współpracy badaczy materiałów eksperymentalnych i osób zajmujących się modelowaniem formalnym. Jaeger: „Informatycy muszą być świadomi fizyki wszystkich tych nowych materiałów, a materiałoznawcy powinni być świadomi podstawowych pojęć w informatyce”.Martwe punkty
Zasypywanie przepaści pomiędzy materiałoznawstwem, neuronauką, informatyką i inżynierią jest właśnie powodem założenia firmy CogniGron na Uniwersytecie w Groningen: łączy ona te różne grupy. „Wszyscy mamy swoje martwe punkty” – podsumowuje Jaeger. „Największą luką w naszej wiedzy jest podstawowa teoria obliczeń neuromorficznych. Nasz artykuł jest pierwszą próbą wskazania, jak można skonstruować taką teorię i jak stworzyć wspólny język.- Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
- PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
- PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
- PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
- Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
- Źródło: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63871.php
- :ma
- :Jest
- :nie
- :Gdzie
- $W GÓRĘ
- 1
- 10
- 11
- 17
- 7
- 8
- 9
- a
- O nas
- absolutnie
- pomieścić
- Konto
- działalność
- faktycznie
- postępy
- AI
- Cele
- Wszystkie kategorie
- również
- an
- i
- Inne
- odpowiedź
- zjawić się
- awanse
- zbliżający się
- SĄ
- Argumentuje
- AS
- At
- próba
- świadomy
- Bilans
- na podstawie
- podstawa
- BE
- stają się
- poniżej
- pomiędzy
- Najwyższa
- Bit
- ślepy
- krew
- Ciśnienie krwi
- Mózg
- mózg
- mostkowanie
- przynieść
- Bringing
- Przynosi
- budować
- ale
- by
- CAN
- Etui
- Centrum
- wyzwania
- Charakterystyka
- klasyczny
- Zamknij
- dokładnie
- poznawczy
- współpraca
- kolega
- koledzy
- jak
- comm
- wspólny
- składniki
- obliczeniowy
- komputer
- Computer Science
- komputery
- computing
- Koncepcje
- połączony
- Rozważać
- skonstruować
- ciągły
- ciągły
- korytarz
- mógłby
- Stwórz
- Tworzenie
- tworzenie
- istotny
- Niebezpieczny
- Data
- lat
- opis
- Mimo
- rozwijać
- rozwijanie
- urządzenia
- różne
- trudny
- cyfrowy
- Cyfrowe
- Dyrektor
- inny
- podzielić
- robi
- Nie
- zrobić
- nie
- dynamiczny
- e
- ruchomości
- starania
- bądź
- więcej
- Inżynieria
- ustanowiony
- dokładnie
- Przede wszystkim system został opracowany
- eksperymentalny
- Objaśnia
- zewnętrzny
- Twarz
- fakt
- daleko
- kilka
- pole
- Łąka
- Postać
- Znajdź
- i terminów, a
- Wahania
- Skupiać
- W razie zamówieenia projektu
- formalny
- Założony
- od
- fundamentalny
- dalej
- Ponadto
- szczelina
- luki
- Ogólne
- dany
- Go
- dobry
- Ziemia
- Grupy
- wytyczne
- ręka
- sprzęt komputerowy
- Have
- tutaj
- go
- jego
- W jaki sposób
- How To
- Jednak
- HTTPS
- cetnar
- i
- pomysł
- identiques
- obraz
- co ważne
- in
- Inspiracja
- zamiast
- najnowszych
- problem
- IT
- JEGO
- jpg
- właśnie
- Trzymać
- Wiedzieć
- wiedza
- Brak
- brak
- język
- warstwowy
- dowiedziałem
- lubić
- LIMIT
- Ograniczony
- Słuchanie
- logiczny
- Popatrz
- wygląda jak
- WYGLĄD
- Partia
- maszyny
- zrobiony
- robić
- Dokonywanie
- wiele
- materiały
- matematyka
- Środkowy
- może
- brakujący
- jeszcze
- większość
- dużo
- musi
- Natura
- niezbędny
- wymagania
- sieć
- Nerwowy
- sieci neuronowe
- Neurony
- Neuroscience
- Nowości
- Nie
- powieść
- już dziś
- of
- poza
- Oferty
- często
- on
- tylko
- Optymistyczny
- or
- ludzkiej,
- na zewnątrz
- Papier
- część
- Przechodzący
- PHP
- fizyczny
- Fizyka
- plato
- Analiza danych Platona
- PlatoDane
- możliwy
- mocny
- teraźniejszość
- nacisk
- zasada
- wygląda tak
- produkować
- Profesor
- Programowanie
- dowód
- zaproponować
- opublikowany
- położyć
- Osiąga
- real
- powód
- niedawny
- wymagać
- krzepki
- krzepkość
- s
- powiedzieć
- nauka
- naukowy
- Naukowcy
- Szukaj
- poszukiwania
- widzieć
- służyć
- powinien
- pokazać
- Sygnały
- Prosty
- pojedynczy
- mały
- So
- dotychczas
- solidny
- coś
- specjalny
- plamy
- stabilny
- taki
- Wskazuje
- system
- systemy
- Brać
- Zadania
- niż
- że
- Połączenia
- ich
- Im
- teoretyczny
- teoria
- Tam.
- w związku z tym
- Te
- one
- to
- czas
- do
- razem
- w kierunku
- stara
- podstawa
- uniwersytet
- posługiwać się
- zazwyczaj
- Wartości
- wszechstronny
- wszechstronność
- wersja
- początku.
- istotny
- była
- fala
- we
- Bogactwo
- DOBRZE
- Co
- cokolwiek
- jeśli chodzi o komunikację i motywację
- natomiast
- który
- Podczas
- KIM
- dlaczego
- będzie
- w
- Praca
- odrobić
- pracujący
- prace
- działa
- na calym swiecie
- by
- jeszcze
- ty
- zefirnet