17 octombrie 2023 (Știri Nanowerk) Există o căutare intensă, la nivel mondial, de materiale noi pentru a construi microcipuri de computer, care nu sunt bazate pe clasice tranzistori dar pe componente mult mai economice, asemănătoare creierului. Cu toate acestea, în timp ce baza teoretică pentru computerele digitale clasice bazate pe tranzistori este solidă, nu există linii directoare teoretice reale pentru crearea computerelor asemănătoare creierului. O astfel de teorie ar fi absolut necesară pentru a pune eforturile necesare pentru a crea noi tipuri de microcipuri pe teren solid, susține Herbert Jaeger, profesor de calcul în materiale cognitive la Universitatea din Groningen.
Oamenii de știință din întreaga lume caută noi materiale pentru a construi microcipuri de computer care economisesc energie, asemănătoare creierului, pe măsură ce miniaturizarea clasică a tranzistorului atinge limita fizică.
Lipsesc linii directoare teoretice pentru calculatoarele asemănătoare creierului, ceea ce îl face crucial pentru progresele în domeniu.
Versatilitatea și robustețea creierului servesc drept inspirație, în ciuda cunoștințelor limitate despre funcționarea lui exactă.
O lucrare recentă sugerează că o teorie pentru calculatoarele non-digitale ar trebui să se concentreze pe semnale continue, analogice și să ia în considerare caracteristicile materialelor noi.
Reducerea decalajelor dintre diverse domenii științifice este vitală pentru dezvoltarea unei teorii fundamentale pentru calculul neuromorf.
O teorie generală a sistemelor fizice de calcul ar cuprinde teoriile existente ca cazuri speciale. (Figura luată dintr-o versiune extinsă a documentului Nature Comm despre arXiv)
Intrebari cu cheie
Cercetarea
Calculatoarele s-au bazat, până acum, pe comutatoare stabile care pot fi oprite sau pornite, de obicei tranzistori. Aceste calculatoare digitale sunt mașini logice și programarea lor se bazează tot pe raționament logic. Timp de zeci de ani, computerele au devenit mai puternice prin miniaturizarea suplimentară a tranzistorilor, dar acest proces se apropie acum de o limită fizică. De aceea, oamenii de știință lucrează pentru a găsi noi materiale pentru a face comutatoare mai versatile, care ar putea folosi mai multe valori decât doar digitalele 0 sau 1.Capcană periculoasă
Jaeger face parte din Groningen Cognitive Systems and Materials Center (CogniGron), care își propune să dezvolte computere neuromorfe (adică asemănătoare creierului).. CogniGron reunește oameni de știință care au abordări foarte diferite: oameni de știință din materiale experimentale și modelatori teoretici din domenii atât de diverse precum matematica, informatica și IA. Lucrul îndeaproape cu oamenii de știință din materiale i-a oferit lui Jaeger o idee bună despre provocările cu care se confruntă atunci când încearcă să vină cu noi materiale de calcul, în timp ce l-a făcut, de asemenea, conștient de o capcană periculoasă: nu există o teorie stabilită pentru utilizarea non-urilor. efecte fizice digitale în sistemele de calcul. Creierul nostru nu este un sistem logic. Putem raționa logic, dar aceasta este doar o mică parte din ceea ce face creierul nostru. De cele mai multe ori, trebuie să se înțeleagă cum să aducă o mână la o ceașcă de ceai sau să faci semn unui coleg când treci pe lângă ei pe un coridor. „O mare parte din procesarea informațiilor pe care o face creierul nostru este aceste lucruri non-logice, care sunt continue și dinamice. Este dificil să formalizezi acest lucru într-un computer digital', explică Jaeger. În plus, creierul nostru continuă să funcționeze în ciuda fluctuațiilor tensiunii arteriale, temperaturii externe sau echilibrului hormonal și așa mai departe. Cum este posibil să creezi un computer la fel de versatil și robust? Jaeger este optimist: „Răspunsul simplu este: creierul este dovada principiului că se poate face”.neuronii
Creierul este, prin urmare, o inspirație pentru oamenii de știință din materiale. Jaeger: „Ar putea produce ceva care este făcut din câteva sute de atomi și care va oscila, sau ceva care va arăta explozii de activitate. Și vor spune: „Așa arată cum funcționează neuronii, așa că haideți să construim o rețea neuronală”. Dar le lipsește o parte vitală de cunoștințe aici. „Nici oamenii de știință în neuroștiință nu știu exact cum funcționează creierul. Aici este problematica lipsa unei teorii pentru calculatoarele neuromorfe. Totuși, câmpul nu pare să vadă asta. Într-o lucrare publicată în Natura Comunicaţii („Spre o teorie formală a mașinilor de calcul făcute din orice oferă fizica”), Jaeger și colegii săi Beatriz Noheda (director științific al CogniGron) și Wilfred G. van der Wiel (Universitatea din Twente) prezintă o schiță a modului în care ar putea arăta o teorie pentru calculatoarele non-digitale. Ei propun ca în loc de comutatoare stabile 0/1, teoria ar trebui să funcționeze cu semnale continue, analogice. De asemenea, ar trebui să găzduiască multitudinea de efecte fizice non-standard la scară nanometrică pe care oamenii de știință din materiale le investighează.Sub-teorii
Altceva pe care Jaeger a învățat din ascultarea oamenilor de știință din materiale este că dispozitivele din aceste noi materiale sunt dificil de construit. Jaeger: „Dacă faci o sută din ele, nu vor fi toate identice”. Acesta este de fapt foarte asemănător creierului, deoarece nici neuronii noștri nu sunt toți exact identici. O altă problemă posibilă este că dispozitivele sunt adesea fragile și sensibile la temperatură, continuă Jaeger. „Orice teorie pentru calculul neuromorfic ar trebui să țină cont de astfel de caracteristici”. Important este că o teorie care stă la baza calculului neuromorf nu va fi o singură teorie, ci va fi construită din mai multe sub-teorii (vezi imaginea de mai jos). Jaeger: „De fapt, așa funcționează și teoria computerelor digitale, este un sistem stratificat de sub-teorii conectate”. Crearea unei astfel de descrieri teoretice a computerelor neuromorfe va necesita o colaborare strânsă a oamenilor de știință din materiale experimentale și a modelatorilor teoretici formali. Jaeger: „Oamenii de știință în informatică trebuie să fie conștienți de fizica tuturor acestor materiale noi, iar oamenii de știință ai materialelor ar trebui să fie conștienți de conceptele fundamentale în calcul.”Puncte oarbe
Reducerea acestei diviziuni între știința materialelor, neuroștiință, știința informatică și inginerie este exact motivul pentru care CogniGron a fost fondat la Universitatea din Groningen: reunește aceste grupuri diferite. „Toți avem punctele noastre moarte”, conchide Jaeger. „Și cel mai mare decalaj în cunoștințele noastre este o teorie fundamentală pentru calculul neuromorfic. Lucrarea noastră este o primă încercare de a sublinia cum ar putea fi construită o astfel de teorie și cum putem crea un limbaj comun.- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
- PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
- Sursa: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63871.php
- :are
- :este
- :nu
- :Unde
- $UP
- 1
- 10
- 11
- 17
- 7
- 8
- 9
- a
- Despre Noi
- absolut
- găzdui
- Cont
- activitate
- de fapt
- progresele
- AI
- isi propune
- TOATE
- de asemenea
- an
- și
- O alta
- răspunde
- apărea
- abordari
- se apropie
- SUNT
- susține
- AS
- At
- încercare
- conştient
- Sold
- bazat
- bază
- BE
- deveni
- de mai jos
- între
- Cea mai mare
- Pic
- orb
- sânge
- Tensiune arterială
- Creier
- creier
- punte
- aduce
- Aducere
- Aduce
- construi
- dar
- by
- CAN
- cazuri
- Centru
- provocări
- Caracteristici
- clasic
- Închide
- îndeaproape
- cognitive
- colaborare
- coleg
- colegii
- cum
- Comm
- Comun
- componente
- de calcul
- calculator
- Informatică
- Calculatoare
- tehnica de calcul
- Concepte
- legat
- Lua în considerare
- construi
- continuă
- continuu
- coridor
- ar putea
- crea
- Crearea
- creaţie
- crucial
- Periculos
- Data
- zeci de ani
- descriere
- În ciuda
- dezvolta
- în curs de dezvoltare
- Dispozitive
- diferit
- dificil
- digital
- Digitale
- Director
- diferit
- împărţi
- face
- Nu
- făcut
- Dont
- dinamic
- e
- efecte
- Eforturile
- oricare
- altfel
- Inginerie
- stabilit
- exact
- existent
- experimental
- explică
- extern
- Față
- fapt
- departe
- puțini
- camp
- Domenii
- Figura
- Găsi
- First
- fluctuațiile
- Concentra
- Pentru
- formal
- Fondat
- din
- fundamental
- mai mult
- În plus
- decalaj
- lacune
- General
- dat
- Go
- bine
- Teren
- Grupului
- orientări
- mână
- Piese metalice
- Avea
- aici
- -l
- lui
- Cum
- Cum Pentru a
- Totuși
- HTTPS
- sută
- i
- idee
- identic
- imagine
- important
- in
- Inspiraţie
- in schimb
- în
- problema
- IT
- ESTE
- jpg
- doar
- A pastra
- Cunoaște
- cunoştinţe
- lipsă
- lipsit
- limbă
- stratificat
- învățat
- ca
- LIMITĂ
- Limitat
- Ascultare
- logic
- Uite
- arată ca
- Se pare
- Lot
- Masini
- făcut
- face
- Efectuarea
- multe
- Materiale
- matematică
- De mijloc
- ar putea
- dispărut
- mai mult
- cele mai multe
- mult
- trebuie sa
- Natură
- necesar
- nevoilor
- reţea
- neural
- rețele neuronale
- neuronii
- Neuroştiinţe
- Nou
- Nu.
- roman
- acum
- of
- de pe
- promoții
- de multe ori
- on
- afară
- Optimist
- or
- al nostru
- afară
- Hârtie
- parte
- Care trece
- PHP
- fizic
- Fizică
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- posibil
- puternic
- prezenta
- presiune
- principiu
- proces
- produce
- Profesor
- Programare
- dovadă
- propune
- publicat
- pune
- aTINGE
- real
- motiv
- recent
- necesita
- robust
- robusteţe
- s
- Spune
- Ştiinţă
- ştiinţific
- oamenii de stiinta
- Caută
- căutare
- vedea
- servi
- să
- Arăta
- semnalele
- simplu
- singur
- mic
- So
- până acum
- solid
- ceva
- special
- pete
- stabil
- astfel de
- sugerează
- sistem
- sisteme
- Lua
- luate
- decât
- acea
- lor
- Lor
- teoretic
- teorie
- Acolo.
- prin urmare
- Acestea
- ei
- acest
- timp
- la
- împreună
- spre
- încercat
- fundamentare
- universitate
- utilizare
- obișnuit
- Valori
- multilateral
- versatilitate
- versiune
- foarte
- vital
- a fost
- Val
- we
- Bogatie
- BINE
- Ce
- indiferent de
- cand
- întrucât
- care
- în timp ce
- OMS
- de ce
- voi
- cu
- Apartamente
- a face exerciţii fizice
- de lucru
- lucrări
- fabrică
- la nivel internațional.
- ar
- încă
- tu
- zephyrnet