17. oktober 2023 (Nanowerk novice) Po vsem svetu poteka intenzivno iskanje novih materialov za izdelavo računalniških mikročipov, ki ne temeljijo na klasičnih tranzistorji ampak na veliko bolj energijsko varčnih komponentah, podobnih možganom. Medtem ko je teoretična osnova za klasične tranzistorske digitalne računalnike trdna, pravih teoretičnih smernic za ustvarjanje možganom podobnih računalnikov ni. Herbert Jaeger, profesor računalništva v kognitivnih materialih na Univerzi v Groningenu, trdi, da bi bila takšna teorija nujno potrebna, da bi prizadevanja, ki gredo v inženiring novih vrst mikročipov, postavili na trdna tla.
Znanstveniki po vsem svetu iščejo nove materiale za izdelavo energetsko varčnih računalniških mikročipov, podobnih možganom, saj klasična miniaturizacija tranzistorjev dosega svojo fizično mejo.
Manjkajo teoretične smernice za računalnike, podobne možganom, zaradi česar so ključnega pomena za napredek na tem področju.
Vsestranskost in robustnost možganov služita kot navdih, kljub omejenemu poznavanju njihovega natančnega delovanja.
Nedavni članek predlaga, da bi se morala teorija za nedigitalne računalnike osredotočiti na neprekinjene, analogne signale in upoštevati značilnosti novih materialov.
Premoščanje vrzeli med različnimi znanstvenimi področji je bistvenega pomena za razvoj temeljne teorije za nevromorfno računalništvo.
Splošna teorija fizičnih računalniških sistemov bi vključevala obstoječe teorije kot posebne primere. (Slika vzeta iz razširjene različice dokumenta Nature Comm na arXiv)
Ključni izdelki
Raziskave
Računalniki so se doslej zanašali na stabilna stikala, ki jih je mogoče izklopiti ali vklopiti, običajno tranzistorje. Ti digitalni računalniki so logični stroji in njihovo programiranje prav tako temelji na logičnem sklepanju. Desetletja so računalniki postajali močnejši z nadaljnjo miniaturizacijo tranzistorjev, vendar se ta proces zdaj približuje fizični meji. Zato si znanstveniki prizadevajo najti nove materiale za izdelavo bolj vsestranskih stikal, ki bi lahko uporabljala več vrednosti kot le digitalne 0 ali 1.Nevarna past
Jaeger je del centra Groningen Cognitive Systems and Materials Center (CogniGron), katerega namen je razviti nevromorfni (tj. možganom podobni) računalniki. CogniGron združuje znanstvenike, ki imajo zelo različne pristope: znanstvenike o eksperimentalnih materialih in teoretične oblikovalce modelov s tako različnih področij, kot so matematika, računalništvo in umetna inteligenca. Tesno sodelovanje z znanstveniki za materiale je Jaegerju dalo dobro predstavo o izzivih, s katerimi se srečujejo, ko poskušajo pripraviti nove računalniške materiale, hkrati pa se je zavedel nevarne pasti: ni uveljavljene teorije za uporabo ne- digitalni fizični učinki v računalniških sistemih. Naši možgani niso logični sistem. Lahko sklepamo logično, vendar je to le majhen del tega, kar počnejo naši možgani. Večino časa se mora znajti, kako prinesti roko k skodelici čaja ali pomahati kolegu, ko gre mimo njih na hodniku. 'Veliko informacij, ki jih naši možgani obdelujejo, je nelogičnih stvari, ki so neprekinjene in dinamične. Težko je to formalizirati v digitalnem računalniku,« pojasnjuje Jaeger. Poleg tega naši možgani delujejo kljub nihanju krvnega tlaka, zunanje temperature ali hormonskega ravnovesja itd. Kako je mogoče ustvariti tako vsestranski in robusten računalnik? Jaeger je optimističen: 'Preprost odgovor je: možgani so dokaz načela, da je to mogoče.'Neuroni
Možgani so torej navdih za materialne znanstvenike. Jaeger: "Lahko proizvedejo nekaj, kar je narejeno iz nekaj sto atomov in kar bo nihalo, ali nekaj, kar bo kazalo izbruhe aktivnosti. In rekli bodo: "Videti je, kako delujejo nevroni, zato zgradimo nevronsko mrežo." Vendar jim tukaj manjka bistveno znanje. 'Tudi nevroznanstveniki ne vedo natančno, kako delujejo možgani. Tukaj je pomanjkanje teorije za nevromorfne računalnike problematično. Vendar se zdi, da polje tega ne vidi.« V prispevku, objavljenem v Nature Communications ("K formalni teoriji za računalniške stroje, izdelane iz vsega, kar ponuja fizika"), Jaeger in njegovi kolegi Beatriz Noheda (znanstveni direktor CogniGron) in Wilfred G. van der Wiel (Univerza Twente) predstavljajo skico, kako bi lahko izgledala teorija za nedigitalne računalnike. Predlagajo, da bi namesto stabilnih stikal 0/1 teorija delovala z neprekinjenimi analognimi signali. Prilagoditi bi se moralo tudi bogastvu nestandardnih fizikalnih učinkov na nanometrskem merilu, ki jih raziskujejo znanstveniki za materiale.Podteorije
Nekaj drugega, kar se je Jaeger naučil iz poslušanja znanstvenikov o materialih, je, da je naprave iz teh novih materialov težko sestaviti. Jaeger: 'Če jih narediš sto, ne bodo vsi enaki.' To je pravzaprav zelo podobno možganom, saj tudi naši nevroni niso povsem enaki. Druga možna težava je, da so naprave pogosto krhke in občutljive na temperaturo, nadaljuje Jaeger. "Vsaka teorija za nevromorfno računalništvo bi morala upoštevati takšne značilnosti." Pomembno je, da teorija, ki podpira nevromorfno računalništvo, ne bo ena sama teorija, ampak bo zgrajena iz številnih podteorij (glej sliko spodaj). Jaeger: 'Tako pravzaprav deluje tudi digitalna računalniška teorija, je večplasten sistem povezanih podteorij.' Ustvarjanje takšnega teoretičnega opisa nevromorfnih računalnikov bo zahtevalo tesno sodelovanje znanstvenikov eksperimentalnih materialov in formalnih teoretičnih modelov. Jaeger: "Računalniški znanstveniki se morajo zavedati fizike vseh teh novih materialov, znanstveniki o materialih pa bi se morali zavedati temeljnih konceptov v računalništvu."Slepe lise
Premostitev te ločnice med znanostjo o materialih, nevroznanostjo, računalništvom in inženiringom je točno razlog, zakaj je bil CogniGron ustanovljen na Univerzi v Groningenu: združuje te različne skupine. "Vsi imamo svoje slepe pege," zaključuje Jaeger. 'In največja vrzel v našem znanju je temeljna teorija za nevromorfno računalništvo. Naš prispevek je prvi poskus pokazati, kako bi lahko takšno teorijo zgradili in kako lahko ustvarimo skupni jezik.'- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63871.php
- :ima
- : je
- :ne
- :kje
- $GOR
- 1
- 10
- 11
- 17
- 7
- 8
- 9
- a
- O meni
- absolutno
- prilagoditi
- Račun
- dejavnost
- dejansko
- napredek
- AI
- Cilje
- vsi
- Prav tako
- an
- in
- Še ena
- odgovor
- zdi
- pristopi
- približuje se
- SE
- Trdi
- AS
- At
- poskus
- zaveda
- Ravnovesje
- temeljijo
- Osnova
- BE
- postanejo
- spodaj
- med
- največji
- Bit
- slepi
- kri
- Krvni tlak
- Brain
- možgani
- premostitev
- prinašajo
- Predložitev
- Prinaša
- izgradnjo
- vendar
- by
- CAN
- primeri
- center
- izzivi
- lastnosti
- klasična
- Zapri
- tesno
- kognitivni
- sodelovanje
- Sodelavec
- sodelavci
- kako
- comm
- Skupno
- deli
- računalniški
- računalnik
- Računalništvo
- računalniki
- računalništvo
- koncepti
- povezane
- Razmislite
- gradnjo
- se nadaljuje
- neprekinjeno
- koridor
- bi
- ustvarjajo
- Ustvarjanje
- Oblikovanje
- ključnega pomena
- Nevarno
- Datum
- desetletja
- opis
- Kljub
- Razvoj
- razvoju
- naprave
- drugačen
- težko
- digitalni
- Digitali
- Direktor
- razne
- razdeli
- ne
- Ne
- opravljeno
- dont
- dinamično
- e
- Učinki
- prizadevanja
- bodisi
- ostalo
- Inženiring
- ustanovljena
- točno
- obstoječih
- eksperimentalni
- Pojasni
- zunanja
- Obraz
- Dejstvo
- daleč
- Nekaj
- Polje
- Področja
- Slika
- Najdi
- prva
- nihanja
- Osredotočite
- za
- formalno
- Ustanovljeno
- iz
- temeljna
- nadalje
- Poleg tega
- vrzel
- vrzeli
- splošno
- dana
- Go
- dobro
- Igrišče
- Skupine
- Smernice
- strani
- strojna oprema
- Imajo
- tukaj
- ga
- njegov
- Kako
- Kako
- Vendar
- HTTPS
- sto
- i
- Ideja
- enako
- slika
- kar je pomembno
- in
- Navdih
- Namesto
- v
- vprašanje
- IT
- ITS
- jpg
- samo
- Imejte
- Vedite
- znanje
- Pomanjkanje
- primanjkuje
- jezik
- slojevito
- naučili
- kot
- LIMIT
- Limited
- Poslušanje
- logično
- Poglej
- izgleda kot
- POGLEDI
- Sklop
- Stroji
- je
- Znamka
- Izdelava
- več
- materiali
- matematika
- Bližnji
- morda
- manjka
- več
- Najbolj
- veliko
- morajo
- Narava
- potrebno
- potrebe
- mreža
- Nevronski
- nevronska mreža
- Neuroni
- Nevroznanost
- Novo
- št
- roman
- zdaj
- of
- off
- Ponudbe
- pogosto
- on
- samo
- Optimistično
- or
- naši
- ven
- Papir
- del
- Podaje
- PHP
- fizično
- Fizika
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- mogoče
- močan
- predstaviti
- tlak
- Načelo
- Postopek
- proizvodnjo
- Učitelj
- Programiranje
- dokazilo
- predlaga
- objavljeno
- dal
- Doseže
- pravo
- Razlog
- nedavno
- zahteva
- robusten
- robustnost
- s
- pravijo,
- Znanost
- znanstveno
- Znanstveniki
- Iskalnik
- iskanje
- glej
- služijo
- shouldnt
- Prikaži
- signali
- Enostavno
- sam
- majhna
- So
- doslej
- trdna
- Nekaj
- posebna
- točke
- stabilna
- taka
- Predlaga
- sistem
- sistemi
- Bodite
- sprejeti
- kot
- da
- O
- njihove
- Njih
- Teoretični
- Teorija
- Tukaj.
- zato
- te
- jih
- ta
- čas
- do
- skupaj
- proti
- poskuša
- podlaga
- univerza
- uporaba
- navadno
- Vrednote
- vsestranski
- vsestranskost
- različica
- zelo
- ključnega pomena
- je
- Wave
- we
- Wealth
- Dobro
- Kaj
- karkoli
- kdaj
- medtem ko
- ki
- medtem
- WHO
- zakaj
- bo
- z
- delo
- telovaditi
- deluje
- dela
- deluje
- po vsem svetu
- bi
- še
- jo
- zefirnet