17 жовтня 2023 (Новини Nanowerk) У всьому світі ведеться інтенсивний пошук нових матеріалів для створення комп’ютерних мікрочіпів, які не базуються на класичних транзистори але на набагато більш енергозберігаючих, схожих на мозок компонентах. Однак, в той час як теоретична основа для класичних транзисторних цифрових комп’ютерів є міцною, реальних теоретичних вказівок щодо створення мозкових комп’ютерів немає. Така теорія була б абсолютно необхідною, щоб спрямувати зусилля на розробку нових типів мікрочіпів на тверду основу, стверджує Герберт Джегер, професор обчислювальної техніки в когнітивних матеріалах Університету Гронінгена.
Вчені з усього світу шукають нові матеріали для створення енергозберігаючих комп’ютерних мікрочіпів, схожих на мозок, оскільки класична мініатюризація транзисторів досягає своєї фізичної межі.
Теоретичних вказівок для комп’ютерів, подібних до мозку, бракує, що робить їх вирішальними для прогресу в цій галузі.
Універсальність і міцність мозку слугують натхненням, незважаючи на обмежені знання про його точну роботу.
Недавня стаття передбачає, що теорія для нецифрових комп’ютерів повинна зосереджуватися на безперервних аналогових сигналах і враховувати характеристики нових матеріалів.
Подолання розривів між різними науковими галузями є життєво важливим для розробки фундаментальної теорії для нейроморфних обчислень.
Загальна теорія фізичних обчислювальних систем включала б існуючі теорії як окремі випадки. (Малюнок взято з розширеної версії статті Nature Comm на arXiv)
Ключові винесення
Дослідження
Досі комп’ютери покладалися на стабільні перемикачі, які можна вмикати або вмикати, як правило, транзистори. Ці цифрові комп’ютери є логічними машинами, і їх програмування також базується на логічних міркуваннях. Протягом десятиліть комп’ютери ставали потужнішими завдяки подальшій мініатюризації транзисторів, але зараз цей процес наближається до фізичної межі. Ось чому вчені працюють над пошуком нових матеріалів для створення більш універсальних перемикачів, які могли б використовувати більше значень, ніж просто цифрові 0 або 1.Небезпечна пастка
Jaeger є частиною Гронінгенського центру когнітивних систем і матеріалів (CogniGron), метою якого є розвиток нейроморфні (тобто мозкові) комп'ютери. CogniGron об’єднує вчених, які мають дуже різні підходи: експериментальних матеріалознавців і теоретичних моделей із таких різноманітних галузей, як математика, інформатика та ШІ. Тісна співпраця з матеріалознавцями дала Джегеру чітке уявлення про проблеми, з якими вони стикаються, намагаючись створити нові обчислювальні матеріали, а також усвідомила небезпечну пастку: немає усталеної теорії використання не- цифрові фізичні ефекти в обчислювальних системах. Наш мозок не є логічною системою. Ми можемо міркувати логічно, але це лише мала частина того, що робить наш мозок. Здебільшого йому доводиться придумувати, як піднести руку до чашки з чаєм або помахати колезі, проходячи повз них у коридорі. «Значна частина обробки інформації, яку виконує наш мозок, — це нелогічні речі, які є безперервними та динамічними. Важко формалізувати це в цифровому комп’ютері», – пояснює Джегер. Крім того, наш мозок продовжує працювати, незважаючи на коливання артеріального тиску, зовнішньої температури, гормонального балансу тощо. Як можна створити настільки ж універсальний і надійний комп’ютер? Джегер налаштований оптимістично: «Проста відповідь: мозок є доказом того, що це можна зробити».Нейрони
Тому мозок є джерелом натхнення для матеріалознавців. Джегер: «Вони можуть виробляти щось, що складається з кількох сотень атомів і коливатиметься, або щось, що демонструватиме спалахи активності. І вони скажуть: «Схоже, як працюють нейрони, тож давайте побудуємо нейронну мережу». Але тут їм бракує життєво важливої частини знань. «Навіть нейробіологи не знають точно, як працює мозок. Ось де відсутність теорії для нейроморфних комп’ютерів проблематична. Проте, здається, поле цього не бачить. У статті, опублікованій в Природа зв'язку («До формальної теорії для обчислювальних машин, створених на основі будь-яких пропозицій фізики»), Джегер і його колеги Беатріс Нохеда (науковий директор CogniGron) і Вілфред Г. ван дер Віл (Університет Твенте) представляють ескіз того, як може виглядати теорія нецифрових комп’ютерів. Вони пропонують замість стабільних перемикачів 0/1 теорія працювати з безперервними аналоговими сигналами. Він також повинен вмістити безліч нестандартних нанорозмірних фізичних ефектів, які досліджують матеріалознавці.Підтеорії
Ще щось, про що Джегер дізнався, слухаючи вчених-матеріалів, полягає в тому, що пристрої з цих нових матеріалів важко побудувати. Єгер: «Якщо ви зробите їх сто, вони не будуть ідентичними». Насправді це дуже схоже на мозок, оскільки наші нейрони теж не зовсім ідентичні. Інша можлива проблема полягає в тому, що пристрої часто крихкі та чутливі до температури, продовжує Джегер. «Будь-яка теорія нейроморфних обчислень повинна враховувати такі характеристики». Важливо, що теорія, яка лежить в основі нейроморфних обчислень, не буде єдиною теорією, а буде побудована з багатьох підтеорій (див. зображення нижче). Джегер: «Насправді так працює теорія цифрових комп’ютерів, це багаторівнева система пов’язаних підтеорій». Створення такого теоретичного опису нейроморфних комп’ютерів вимагатиме тісної співпраці вчених із експериментальних матеріалів і формальних теоретичних моделей. Джегер: «Інформатики повинні знати фізику всіх цих нових матеріалів, а матеріалознавці повинні знати фундаментальні концепції обчислювальної техніки».Сліпі плями
Подолання розриву між матеріалознавством, нейронаукою, обчислювальною технікою та інженерією — це саме те, чому CogniGron було засновано в Університеті Гронінгена: він об’єднує ці різні групи. «У всіх нас є сліпі плями», — підсумовує Джегер. «І найбільша прогалина в наших знаннях — це фундаментальна теорія нейроморфних обчислень. Наша стаття є першою спробою вказати, як така теорія може бути побудована і як ми можемо створити спільну мову».- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63871.php
- : має
- :є
- : ні
- :де
- $UP
- 1
- 10
- 11
- 17
- 7
- 8
- 9
- a
- МЕНЮ
- абсолютно
- розмістити
- рахунки
- діяльність
- насправді
- досягнення
- AI
- Цілі
- ВСІ
- Також
- an
- та
- Інший
- відповідь
- з'являтися
- підходи
- наближається
- ЕСТЬ
- Аргументує
- AS
- At
- спроба
- знати
- Balance
- заснований
- основа
- BE
- ставати
- нижче
- між
- найбільший
- Біт
- сліпий
- кров
- Кров'яний тиск
- Brain
- мізки
- мостинг
- приносити
- Приведення
- Приносить
- будувати
- але
- by
- CAN
- випадків
- Центр
- проблеми
- характеристика
- classic
- близько
- тісно
- пізнавальний
- співробітництво
- колега
- колеги
- Приходити
- ком
- загальний
- Компоненти
- обчислювальна
- комп'ютер
- Інформатика
- комп'ютери
- обчислення
- поняття
- підключений
- Вважати
- будувати
- триває
- безперервний
- коридор
- може
- створювати
- створення
- створення
- вирішальне значення
- Небезпечний
- Дата
- десятиліття
- description
- Незважаючи на
- розвивати
- розвивається
- прилади
- різний
- важкий
- цифровий
- Цифри
- Директор
- Різне
- ділити
- робить
- Ні
- зроблений
- Не знаю
- динамічний
- e
- ефекти
- зусилля
- або
- ще
- Машинобудування
- встановлений
- точно
- існуючий
- експериментальний
- Пояснює
- зовнішній
- Face
- факт
- далеко
- кілька
- поле
- Поля
- Рисунок
- знайти
- Перший
- коливання
- Сфокусувати
- для
- формальний
- Заснований
- від
- фундаментальний
- далі
- Крім того
- розрив
- прогалини
- Загальне
- даний
- Go
- добре
- Земля
- Групи
- керівні вказівки
- рука
- апаратні засоби
- Мати
- тут
- його
- його
- Як
- How To
- Однак
- HTTPS
- сто
- i
- ідея
- однаковий
- зображення
- важливо
- in
- натхнення
- замість
- в
- питання
- IT
- ЙОГО
- JPG
- просто
- тримати
- Знати
- знання
- відсутність
- не вистачає
- мова
- шаруватий
- вчений
- як
- МЕЖА
- обмеженою
- Прослуховування
- логічний
- подивитися
- виглядає як
- ВИГЛЯДИ
- серія
- Машинки для перманенту
- made
- зробити
- Робить
- багато
- Матеріали
- математика
- Середній
- може бути
- відсутній
- більше
- найбільш
- багато
- повинен
- природа
- необхідно
- потреби
- мережу
- Нейронний
- нейронної мережі
- Нейрони
- Неврологія
- Нові
- немає
- роман
- зараз
- of
- від
- Пропозиції
- часто
- on
- тільки
- Оптимістичний
- or
- наші
- з
- Папір
- частина
- Проходження
- PHP
- фізичний
- Фізика
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- це можливо
- потужний
- представити
- тиск
- принцип
- процес
- виробляти
- Професор
- Програмування
- доказ
- пропонувати
- опублікований
- put
- Досягає
- реальний
- причина
- останній
- вимагати
- міцний
- стійкість
- s
- say
- наука
- науковий
- Вчені
- Пошук
- Грати короля карти - безкоштовно Nijumi логічна гра гри
- побачити
- служити
- Повинен
- Показувати
- сигнали
- простий
- один
- невеликий
- So
- так далеко
- solid
- що в сім'ї щось
- спеціальний
- плями
- стабільний
- такі
- Запропонує
- система
- Systems
- Приймати
- прийняті
- ніж
- Що
- Команда
- їх
- Їх
- теоретичний
- теорія
- Там.
- отже
- Ці
- вони
- це
- час
- до
- разом
- до
- намагається
- що лежить в основі
- університет
- використання
- зазвичай
- Цінності
- різнобічний
- Універсальність
- версія
- дуже
- життєво важливий
- було
- хвиля
- we
- Багатство
- ДОБРЕ
- Що
- будь
- коли
- в той час як
- який
- в той час як
- ВООЗ
- чому
- волі
- з
- Work
- тренування
- робочий
- виробки
- працює
- світовий
- б
- ще
- ви
- зефірнет