Ассоциативное обучение компьютера

Ассоциативное обучение компьютера
Специалисты разработали компьютерное устройство со способностью к ассоциативному обучению

Авторы изобретения сравнивают разработанное ими компьютерное устройство со способностью к ассоциативному обучению со знаменитыми экспериментами академика Ивана Павлова,

Специалисты Северозападного и Гонконгского университетов разработали компьютерное устройство со способностью к ассоциативному обучению. Его основой стали электрохимические «синаптические» транзисторы нового типа, способные одновременно хранить и обрабатывать информацию, подобно головному мозгу человека. Демонстрируя свойства, аналогичные долговременной и кратковременной синаптической пластичности, такие транзисторы со временем обучаются на сформированных воспоминаниях.

Из-за разделения обработки и хранения в традиционных компьютерах они расходуют очень много энергии при выполнении задач, связанных с обработкой большого количества данных. Идут поиски возможностей объединить хранение и обработку, в частности, это реализовано в мемристорах, но они характеризуются большими затратами энергии на переключение и не являются биосовместимыми. Авторы описываемого исследования пошли другим путем, создав электрохимический транзистор, способный захватывать ионы, — они передают сигнал между выводами, действуя подобно нейротрансмиттерам, которые выполняют аналогичную функцию в нейронах. Благодаря захваченным ионам транзистор «запоминает» предыдущие действия — так реализуется долговременная пластичность.

Исследователи продемонстрировали синаптические свойства своего изобретения, соединив несколько транзисторов в нейроморфную схему, имитирующую ассоциативное обучение. Подключив в нее также датчики давления и света, они обучили систему устанавливать ассоциативную связь между двумя несвязанными физическими воздействиями — свечением и нажатием.

Авторы сравнивают достигнутое со знаменитыми экспериментами академика Ивана Павлова, который приучил собак ассоциировать сигнал звонка с предстоящим кормлением. В процессе обучения они освещали устройство мигающей светодиодной лампой и одновременно надавливали на него пальцем, в результате чего датчики распознавали оба воздействия.

Уже после пяти циклов обучения схема установила прочную ассоциацию между светом и давлением: достаточно было осветить ее, чтобы она выдала такой же выходной сигнал, как и при двойном воздействии: сформировался «рефлекс».

По мнению авторов, созданный ими транзистор позволит преодолеть ограничения, присущие традиционным компьютерам, в том числе связанные с высокими энергозатратами и недостаточной способностью к многозадачности. Кроме того, реализованная ими схема имеет высокую отказоустойчивость — она продолжает работать даже при отказе части компонентов.

А поскольку синаптическая схема изготовлена из мягких биосовместимых полимеров, аналогичные ей можно будет изготавливать на гибких листах, легко встраиваемых в носимую электронику, интеллектуальную робототехнику и имплантируемые устройства, предназначенные для прямого взаимодействия с живыми тканями и головным мозгом, полагают разработчики.

Если вам понравился материал, вы можете поделиться ним на своей странице в соц. сетях:
Добавить комментарий

Рубрики

Последние сообщения

Популярные метки

Из ленты А-Я

Подписаться на новости

Мониторинг, архивы
Альтернативный аудит
Схема проведения мониторинга / аудита
Image
Image
Image
Если вы заметили ошибки 
на сайте, сообщите о них 
по этой обратной связи