Изкуственият интелект ще бъде поставен в по-усъвършенстван изкуствен мозък – компактен и енергоефективен

Група учени от Сингапурския университет по технологии и дизайн (SUTD) разработиха нов тип изкуствен синапс, базиран на двуизмерни (2D) материали за високомащабируеми изчисления, вдъхновен от работата и структурата на човешкия мозък. Новите синапси ще позволят кратно намаляване на размера на електронната база и драстично ще понижат консумацията на електроенергия от изкуствения мозък за поставянето на AI в компактни устройства.

Изследователите от SUTD се доближиха до решаването на проблема с обучаващия се мозък. Младият мозък съдържа два вида синапси – възли за предаване на информацията от един неврон към друг. Синапсите могат да бъдат функционални и да участват в предаването на нервните импулси, а могат да бъдат „тихи“ или „безшумни“ (silent synapses).

В човешкия мозък активните и тихи синапси се отличават с наличието на AMPA-тип глутаматен рецептор. Ако го има, значи синапсът е активен и участва в изграждането на невронни връзки, а ако не, значи връзката не участва в предаването на информацията. Всъщност това е един и същ синапс, който по време на обучението се включва към мрежата и дори може да замълчи отново. Но от гледна точка на електрониката, веригите на функционалните и тихите синапси са много различни. Освен това, за повторението на тихите синапси, трябва да се създаде схемотехническо решение с голяма точност, което е неприемливо за мащабиране и по отношение на консумацията на електроенергия.

Учени от Сингапур са открили комбинации от 2D-материали и методи за въздействие върху тях, които позволяват един и същ елемент от изкуствен синапс да бъде представен както като активен, така и като мълчащ. Това ще позволи на изкуствения интелект в изкуствен мозък да развива и изгражда нови невронни мрежи в по-компактен обем от електроника, без да увеличава енергопотреблението.

Докладът от изследванията е публикуван в списание ACS Applied Materials & Interfaces. За активацията на информационните преходи, учените са въвели серни аниони (отрицателно заредени серни атоми) в двуизмерните материали на базата на индиев селенид в изкуствени безшумни синапси, за да активират информационните преходи. В индиевия селенид, серните аниони могат да мигрират под действието на електрическото поле, като по този начин проявяват функционална синаптична пластичност при стайна температура (променливост). С други думи, процесът на превръщане на един тип синапс в друг може лесно да бъде контролиран, което може да се превърне в един от начините за създаване на компактен изкуствен мозък.