Электронные «мозги», построенные на базе нейроморфных чипов, должны эмулировать программным способом, что делается достаточно медленно, или использовать электронные аналоги, что намного быстрее, компонентов биологических нейронных сетей, называемых синапсами. Ученые из Арканзасского университета, работавшие совместно с их коллегами из Франции, преуспели в деле создания искусственного синапса нового типа, построенного на основе сегнетоэлектрического материала и имеющего структуру, весьма и весьма подобную структуре биологического синапса.
Созданный искусственный синапс предназначен для создания на его основе автономных обучающихся систем любого масштаба. На основе таких синапсов можно построить большой электронный «мозг», реализующий функции искусственного интеллекта на аппаратном уровне, что обеспечит его высочайшую эффективность.
Искусственный синапс подражает естественному синапсу в его свойстве пластичности, основном свойстве, которое используется для хранения воспоминаний в нашем мозге. Это свойство позволяет мозгу извлекать уроки и приобретать опыт за счет действий или событий, происходящих много раз подряд. Это свойство также определяет то, что мозг постепенно забывает одиночные события или события, происходящие с редкой периодичностью.
Основой свойства пластичности нового искусственного синапса является туннельный переход на базе сегнетоэлектрического материала. Проводимость этого перехода увеличивается с каждым разом, когда через него проходит импульс электрического тока. Это позволяет синапсу «запомнить» частые и сильные события, в то время как слабые и редкие события постепенно «стираются» из-за некоторых особенностей сегнетоэлектрического материала.
Ученые из Арканзасского университета при разработке структуры нового искусственного синапса создали высокоточные математические модели, на основе которых были произведены подробные расчеты формы и структуры микроскопического устройства. А опытные образцы искусственных синапсов были изготовлены Бин Ксу (Bin Xu) и Лорентом Беллэйч (Laurent Bellaiche) из Франции, которые позже произвели практические исследования, целью которых было определение всех основных электрических свойств и временных характеристик устройств.
А в ближайшем времени исследователи собираются совместными усилиями создать опытный образец чипа, на кристалле которого будет сформирована сложная нейронная сеть, уже способная к процессу обучения и самообучения.
Источник: