Nowe sztuczne neurony

fot. pixabay

Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu, Politechniki Federalnej w Zurychu i Uniwersytetu Burgundzkiego opracowali nowe sztuczne neurony oparte na memrystorach, które zmieniają swoją rezystancję elektryczną w zależności od przepływu prądu.

Te inspirowane komórkami mózgowymi elementy sprzętowe, zaprezentowane w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Electronics, mogą zostać wykorzystane do tworzenia gęstych i trójwymiarowych sieci neuronowych, które lepiej nadają się do implementacji systemów sztucznej inteligencji.

Sztuczne neurony stworzone przez Yue Zhou, Yuetong Fanga i ich współpracowników składają się z memrystorów wykonanych ze srebra i polimeru izolacyjnego. Po otrzymaniu wystarczającej ilości sygnałów elektrycznych neurony emitują impulsy świetlne, które mogą być wykorzystane do komunikacji z innymi.

Ponieważ światło może przemieszczać się bezprzewodowo, neurony opracowane przez zespół eliminują potrzebę stosowania obwodów elektronicznych lub okablowania. Oznacza to, że można je wykorzystać do tworzenia kompaktowych architektur 3D, w których zostają gęsto upakowane, niepołączone przewodami, a mimo to mogą skutecznie się komunikować.

Aby ocenić ich potencjał, naukowcy wykorzystali je do stworzenia dwóch trójwymiarowych sieci neuronowych. Następnie przetestowali ich wydajność w dwóch różnych zadaniach, które są powszechnie realizowane przez algorytmy sztucznej inteligencji, a mianowicie klasyfikacji mowy i rozpoznawaniu cyfr pisanych odręcznie.

- Sieć może wykonywać zadanie klasyfikacji czteroklasowej w zbiorze danych Google Speech z dokładnością 91,51%. Stworzyliśmy również sztuczną macierz neuronów o wysokiej gęstości i skoku 1 μm, która może wykonywać zadanie klasyfikacji MNIST z dokładnością 92,27% - podsumowali autorzy.

Wyniki pierwszych testów przeprowadzonych przez Zhou, Fanga i ich współpracowników podkreślają potencjał ich sztucznych neuronów w rozwoju kompaktowego i wydajnego sprzętu AI. W przyszłości tego typu neurony będą mogły zostać ulepszone, wykorzystane do tworzenia innych sztucznych sieci neuronowych i ocenione w szerszym zakresie zastosowań.

(rr)