17 октября 2023 г. (Новости Наноуэрк) Во всем мире идет интенсивный поиск новых материалов для создания компьютерных микрочипов, не основанных на классических Транзисторы но на гораздо более энергосберегающих, мозгоподобных компонентах. Однако, несмотря на то, что теоретическая основа для классических цифровых компьютеров на основе транзисторов является прочной, реальных теоретических указаний по созданию компьютеров, подобных мозгу, не существует. Такая теория была бы абсолютно необходима, чтобы положить на прочную почву усилия, направленные на разработку новых видов микрочипов, утверждает Герберт Йегер, профессор вычислений в когнитивных материалах в Университете Гронингена.
Ученые во всем мире ищут новые материалы для создания энергосберегающих компьютерных микрочипов, подобных мозгу, поскольку классическая миниатюризация транзисторов достигает своего физического предела.
Теоретические рекомендации по созданию компьютеров, подобных мозгу, отсутствуют, что делает их критически важными для прогресса в этой области.
Универсальность и надежность мозга служат источником вдохновения, несмотря на ограниченные знания о его точной работе.
В недавней статье предполагается, что теория нецифровых компьютеров должна сосредоточиться на непрерывных аналоговых сигналах и учитывать характеристики новых материалов.
Преодоление разрывов между различными научными областями жизненно важно для разработки основополагающей теории нейроморфных вычислений.
Общая теория физических вычислительных систем будет включать существующие теории как частные случаи. (Рисунок взят из расширенной версии статьи Nature Comm на arXiv)
Основные выводы
Исследование
До сих пор компьютеры полагались на стабильные переключатели, которые могут быть выключены или включены, обычно это транзисторы. Эти цифровые компьютеры являются логическими машинами, и их программирование также основано на логических рассуждениях. На протяжении десятилетий компьютеры становились более мощными за счет дальнейшей миниатюризации транзисторов, но сейчас этот процесс приближается к физическому пределу. Вот почему ученые работают над поиском новых материалов для создания более универсальных переключателей, которые могли бы использовать больше значений, чем просто цифровые 0 или 1.Опасная ловушка
Jaeger является частью Гронингенского центра когнитивных систем и материалов (CogniGron), целью которого является разработка нейроморфные (т.е. мозгоподобные) компьютеры. CogniGron объединяет ученых, придерживающихся совершенно разных подходов: ученых, занимающихся экспериментальными материалами, и специалистов по теоретическому моделированию из таких разных областей, как математика, информатика и искусственный интеллект. Тесное сотрудничество с учеными-материаловедами дало Джегеру хорошее представление о проблемах, с которыми они сталкиваются при попытке создать новые вычислительные материалы, а также позволило ему осознать опасную ловушку: не существует устоявшейся теории использования нетехнологических материалов. цифровые физические эффекты в вычислительных системах. Наш мозг не является логической системой. Мы можем рассуждать логически, но это лишь малая часть того, что делает наш мозг. Большую часть времени ему приходится отрабатывать, как поднести руку к чашке чая или помахать коллеге, проходя мимо него по коридору. «Большая часть обработки информации, которую выполняет наш мозг, представляет собой нелогический процесс, который является непрерывным и динамичным. Это сложно формализовать в цифровом компьютере», — объясняет Йегер. Более того, наш мозг продолжает работать, несмотря на колебания артериального давления, внешней температуры или гормонального баланса и так далее. Как можно создать столь же универсальный и надежный компьютер? Йегер настроен оптимистично: «Ответ простой: мозг является доказательством того, что это возможно».Нейроны
Таким образом, мозг является источником вдохновения для ученых-материаловедов. Джагер: «Они могут создать что-то, что состоит из нескольких сотен атомов и будет колебаться, или что-то, что будет демонстрировать всплески активности. А они скажут: «Это похоже на то, как работают нейроны, давайте построим нейронную сеть». Но здесь им не хватает жизненно важного знания. «Даже нейробиологи не знают точно, как работает мозг. Именно здесь отсутствие теории нейроморфных компьютеров является проблематичным. Однако поле, похоже, этого не видит». В статье, опубликованной в Природа связи («К формальной теории вычислительных машин, созданной на основе того, что предлагает физика»), Джагер и его коллеги Беатрис Нохеда (научный директор CogniGron) и Уилфред Г. ван дер Виль (Университет Твенте) представляют набросок того, как могла бы выглядеть теория нецифровых компьютеров. Они предполагают, что вместо стабильных переключателей 0/1 теория должна работать с непрерывными аналоговыми сигналами. Он также должен учитывать множество нестандартных наноразмерных физических эффектов, которые исследуют ученые-материаловеды.Подтеории
Еще кое-что, чему Джагер научился, слушая ученых-материаловедов, заключается в том, что устройства из этих новых материалов трудно построить. Джагер: «Если вы сделаете их сотню, они не все будут одинаковыми». На самом деле это очень похоже на работу мозга, поскольку наши нейроны тоже не все полностью идентичны. Другая возможная проблема заключается в том, что устройства часто бывают хрупкими и чувствительными к температуре, продолжает Джагер. «Любая теория нейроморфных вычислений должна учитывать такие характеристики». Важно отметить, что теория, лежащая в основе нейроморфных вычислений, не будет единой теорией, а будет построена из множества подтеорий (см. изображение ниже). Джагер: «Фактически именно так работает и теория цифровых компьютеров: это многоуровневая система связанных подтеорий». Создание такого теоретического описания нейроморфных компьютеров потребует тесного сотрудничества ученых-экспериментаторов-материаловедов и разработчиков формального теоретического моделирования. Джагер: «Ученые-компьютерщики должны знать физику всех этих новых материалов, а ученые-материаловеды должны знать фундаментальные концепции вычислений».Слепые зоны
Преодоление этого разрыва между материаловедением, нейронаукой, информатикой и инженерией — именно то, ради чего CogniGron был основан в Университете Гронингена: он объединяет эти разные группы. «У всех нас есть свои слепые зоны», — заключает Джагер. «И самый большой пробел в наших знаниях — это фундаментальная теория нейроморфных вычислений. Наша статья — это первая попытка указать, как можно построить такую теорию и как мы можем создать общий язык».- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63871.php
- :имеет
- :является
- :нет
- :куда
- $UP
- 1
- 10
- 11
- 17
- 7
- 8
- 9
- a
- О нас
- абсолютно
- вмещать
- Учетная запись
- деятельность
- на самом деле
- достижения
- AI
- Цель
- Все
- причислены
- an
- и
- Другой
- ответ
- появиться
- подходы
- приближается
- МЫ
- Утверждает
- AS
- At
- попытка
- знать
- Баланс
- основанный
- основа
- BE
- становиться
- ниже
- между
- Крупнейшая
- Немного
- слепой
- кровь
- Кровяное давление
- Мозг
- мозги
- шунтирование
- приносить
- Приведение
- Приносит
- строить
- но
- by
- CAN
- случаев
- Центр
- проблемы
- характеристика
- классический
- Закрыть
- тесно
- познавательный
- сотрудничество
- коллега
- коллеги
- как
- Прдч
- Общий
- компоненты
- вычислительный
- компьютер
- Информатика
- компьютеры
- вычисление
- понятия
- подключенный
- Рассматривать
- строить
- продолжается
- (CIJ)
- коридор
- может
- Создайте
- Создающий
- создание
- решающее значение
- опасно
- Время
- десятилетия
- описание
- Несмотря на
- развивать
- развивающийся
- Устройства
- различный
- трудный
- Интернет
- Digitals
- директор
- Разное
- делить
- приносит
- не
- сделанный
- Dont
- динамический
- e
- эффекты
- усилия
- или
- еще
- Проект и
- установленный
- точно,
- существующий
- экспериментальный
- Объясняет
- и, что лучший способ
- Face
- факт
- далеко
- несколько
- поле
- Поля
- фигура
- Найдите
- Во-первых,
- колебания
- Фокус
- Что касается
- формальный
- Основана
- от
- фундаментальный
- далее
- Более того
- разрыв
- пробелы
- Общие
- данный
- Go
- хорошо
- земля
- Группы
- методические рекомендации
- рука
- Аппаратные средства
- Есть
- здесь
- его
- его
- Как
- How To
- Однако
- HTTPS
- сто
- i
- идея
- идентичный
- изображение
- важно
- in
- Вдохновение
- вместо
- в
- вопрос
- IT
- ЕГО
- JPG
- всего
- Сохранить
- Знать
- знания
- Отсутствие
- недостающий
- язык
- слоистый
- узнали
- такое как
- ОГРАНИЧЕНИЯ
- Ограниченный
- Listening
- логический
- посмотреть
- выглядит как
- ВЗГЛЯДЫ
- серия
- Продукция
- сделанный
- сделать
- Создание
- многих
- материалы
- математика
- средняя
- может быть
- отсутствующий
- БОЛЕЕ
- самых
- много
- должен
- природа
- необходимо
- потребности
- сеть
- нервный
- нейронной сети
- Нейроны
- неврология
- Новые
- нет
- роман
- сейчас
- of
- от
- Предложения
- .
- on
- только
- Оптимистический
- or
- наши
- внешний
- бумага & картон
- часть
- Прохождение
- PHP
- физический
- Физика
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- возможное
- мощный
- представить
- давление
- принцип
- процесс
- производит
- Профессор
- Программирование
- доказательство
- предлагает
- опубликованный
- положил
- доходит до
- реальные
- причина
- последний
- требовать
- надежный
- прочность
- s
- сообщили
- Наука
- научный
- Ученые
- Поиск
- поиск
- посмотреть
- служить
- должен
- показывать
- сигналы
- просто
- одинарной
- небольшой
- So
- уже
- твердый
- удалось
- особый
- пятна
- стабильный
- такие
- Предлагает
- система
- системы
- взять
- приняты
- чем
- который
- Ассоциация
- их
- Их
- теоретический
- теория
- Там.
- следовательно
- Эти
- они
- этой
- время
- в
- вместе
- к
- пытается
- подоплека
- Университет
- использование
- обычно
- Наши ценности
- разносторонний
- многосторонность
- версия
- очень
- жизненный
- законопроект
- Wave
- we
- Богатство
- ЧТО Ж
- Что
- любой
- когда
- в то время как
- который
- в то время как
- КТО
- зачем
- будете
- Работа
- разрабатывать
- работает
- разработки
- работает
- по всему миру
- бы
- еще
- являетесь
- зефирнет