Искусственные нейроны и синапсы - путь к созданию вычислительных систем, функционирующих как биологический мозг.

Чип с искусственными синапсами


Преследуя цель создания компьютеров и вычислительных систем, способным выполнять параллельную мнемоническую обработку данных, подобно тому, как это делает головной мозг живых существ, ученые и исследователи давно работают над созданием искусственных синапсов и чипов на их основе. В свое время мы уже рассказывали о чипах с искусственными синапсами компании IBM и о создании искусственных синапсов на основе углеродных нанотрубок. Теперь мы расскажем о разработке еще одного вида искусственных синапсов, которая была выполнена командой, в состав которой входят ученые из лаборатории HRL Laboratories, Национальной лаборатории Лос-Аламоса и Мичиганского университета.

Команда продемонстрировала искусственный синапс, состоящий из матрицы мемристоров, которая была расположена на подложке кристалла и окружена логическими и управляющими цепями на основе традиционной CMOS-логики (complementary metal-oxide semiconductor). Используя логические схемы можно сконфигурировать мемристорные цепи таким образом, что они будут выполнять функции памяти и функции обработки данных одновременно, т.е. точно так, как синапсы биологического происхождения.

Данная работа проводилась в рамках программы SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) Управлениея перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA. Стоит отметить, что создание этого искусственного синапса стало результатом разработки учеными лаборатории HRL концепции нейроморфных систем, моделью для которых были биологические системы, и разработка которых велась с 2008 года в рамках все той же программы SyNAPSE.

В обычных компьютерах функции памяти и логической обработки данных выполняются различными участками схемы компьютера, в большинстве случаев даже разделенными физически. Каждая условная вычислительная единица, будь это единица данных или примитивная логическая функция, может быть связана только с небольшим количеством соседних единиц. И, хотя, современные вычислительные системы обладают огромными мощностями, которые уже могут обеспечить функционирование искусственного интеллекта низкого уровня, этим системам еще очень далеко от эффективности, мощности и энергетики нейронных биологических систем.

Синапсы, соединяющие нейроны в биологическом мозгу, действуют как перепрограммируемые логические схемы, которые могут объединить в единые цепи тысячи и миллионы нейронов, соединяя их вне зависимости от разделяющего расстояния. Это позволяет мозгу выполнять одновременно множество операций, к примеру, человек моментально может опознать лицо другого человека, а такое не под силу даже суперкомпьютеру.

Как уже говорилось выше, результатом работы команды ученых стал интегрированный гибридный чип, в котором была использована матрица мемристоров, разработанная в Мичиганском университете, и электронная система управления, чтения и записи, разработанная в лаборатории HRL. "Эта новая гибридная схема - огромный рывок в развитии интеллектуальных машин и вычислительных систем" - рассказывает Нараян Сриниваса (Narayan Srinivasa), научный руководитель подразделения программы SyNAPSE лаборатории HRL. - "Мы создали мультибитное устройство хранения и произвольной обработки данных, плотность информации в котором составляет 30 Гбит/кв.см., что само по себе является беспрецедентным в микроэлектронике на сегодняшний день".

В конечном счете, команда планирует значительно увеличить масштабы своей нейроморфной вычислительной системы. Будущие нейроморфные чипы будут содержать миллионы моделируемых нейронов, которые можно будет связать миллиардами моделируемых синапсов. А это, в свою очередь, позволит создать вычислительные системы, способные самообучаться и самостоятельно демонстрировать сложные модели поведения. А такие вычислительные системы могут применяться для решения сложных комплексных задач, включая визуальное восприятие, планирование, принятие решений и навигация.




Ключевые слова:
SyNAPSE, Синапс, Нейрон, Мозг, Данные, Хранение, Память, Обработка, Вычислительная, Система, Производительность, Мощность, Чип

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Появился первый нейроморфный суперкомпьютер, имитирующий работу мозга и пот ...
  • Оптическое волокно из особого материала может стать основой компьютеров, ко ...
  • Новая модель головного мозга, созданная компанией IBM, включает в себя 100 ...
  • Ученые IBM моделируют работу человеческого мозга с целью разработки новой а ...
  • SyNAPSE – будущий прототип думающего и обучающегося компьютера.




  • 6 апреля 2012 08:25
    #1 Написал: Cradleman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 110
    так появился скайнет!!!


    --------------------
        
    6 апреля 2012 08:59
    #2 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    человек моментально может опознать лицо другого человека, а такое не под силу даже суперкомпьютеру.
    может дело больше в алгоритмах, а не архитектуре железа? Человек же почти всегда мыслит ассоциативно, а учитывая цветное стерео зрение опознавание становится еще легче. Например посмотрел на чью-то голову под углом, сразу отфильтровал по полу, по одежде и прическе отфильтровал соц.статус и возраст, отфильтровал по месту встречи, по росту, по походке, а потом прикинул немногих оставшихся на своих знакомых или недавно увиденных людей и вуаля.

    Разработчикам осталось только взять днк великого ученого, считать ее и создать копию его мозга только из транзисторов smile а то ведь их надо еще и эффективно соединить.
        
    6 апреля 2012 09:39
    #3 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3870
    Цитата: volod
    может дело больше в алгоритмах, а не архитектуре железа?

    И в алгоритмах, и в архитектуре. Все дело в том, что некоторые алгоритмы выполняются крайне неэффективно на неподходящей архитектуре. Попробуйте запустить обычную линейную программу на процессоре CUDA, эффективности будет ноль. А программа, разбитая на множество параллельных потоков, оптимизированная для CUDA или суперкомпьютеров, на обычном процессоре, путь и имеющем несколько ядер, будет считаться очень медленно.

    Цитата: Cradleman
    так появился скайнет!!!

    Чего пугаться то? Надо свыкаться с мыслью, что он появится так или иначе, рано или поздно, но появится.


    --------------------
        
    6 апреля 2012 10:39
    #4 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1018
    Все это хорошо, но работы предстоит сделать еще больше, чтобы сделать более менее "разумного" искина. До скайнета еще очень далеко wink


    --------------------
        
    7 апреля 2012 01:27
    #5 Написал: vlazers

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    ой ли все так просто, что то не хватает того, что называется сознание

    все эти нейроны и синапсы нереализуемы в полупроводниках или прочей hard - soft - ине
    Вспомните созданный Хоттабычем телефон из благородных компонентов
    Мозговое вещество не работает в среде, измеряемой потоками электро импульсов
    Регистрируя их можно определить степень нагруженности фрагментов мозга Мысли не видны

    Они нематериальны
    Место их действия не в Эйнштейновской вселенной
    Сперва выясним в каких ХХХ диапазонах обмениваются потоками мыслей отделы мозга и как идеи переводятся в слова и движения в теле
        
    7 апреля 2012 12:04
    #6 Написал: nobolu

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    vlazers,
    Приветствую жертву умственного труда на страницах нашего сайта.
        
    8 апреля 2012 09:13
    #7 Написал: flandger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Интересно где vlazers взял такую дурь :)
        
    8 апреля 2012 14:03
    #8 Написал: Academon

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Цитата: vlazers
    vlazers

    Слезай со своей дряни, а то окончательно угробишь "нематериальные" мысли свои))
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.