[ad_1]

شبکه های عصبی یکی از مهمترین ابزارهای هوش مصنوعی (AI) است: آنها از عملکرد مغز انسان تقلید می کنند و می توانند متن ، زبان و تصاویر را به طور قابل اعتماد شناسایی کنند تا چند مورد را نام ببرند. آنها تاکنون روی پردازنده های سنتی در قالب یک نرم افزار تطبیقی ​​کار می کنند ، اما کارشناسان در حال کار بر روی یک مفهوم جایگزین ، “کامپیوتر نورومورفیک” هستند. در این حالت ، نقاط تعویض مغز – نورون ها – توسط نرم افزار شبیه سازی نمی شوند ، بلکه به قطعات سخت افزاری بازسازی می شوند. اکنون تیمی از محققان Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) رویکرد جدیدی را برای چنین سخت افزاری نشان می دهند – امواج مغناطیسی جهت دار که تولید می شوند و به ویفرهای اندازه میکرومتر تفکیک می شوند. با نگاه به آینده ، این ممکن است به این معنی باشد که کارهای بهینه سازی و شناسایی الگو می توانند سریعتر و با انرژی کارآمدتر انجام شوند. محققان نتایج خود را در ژورنال ارائه دادند نامه های معاینه فیزیکی.

این تیم تحقیقات خود را بر روی یک دیسک کوچک ساخته شده از ماده مغناطیسی نیکل آهن ، با قطر فقط چند میکرومتر انجام دادند. یک حلقه طلایی در اطراف این دیسک قرار می گیرد: هنگام جریان متناوب در محدوده گیگاهرتز ، امواج مایکروویو ساطع می کند که به اصطلاح امواج چرخشی دیسک را تحریک می کند. هلموت شولتئیس ، رئیس گروه مگنیکا امی نوتر ، HZDR ، توضیح می دهد: “الکترون های موجود در نیکل آهن یک چرخش را نشان می دهند ، چیزی شبیه به چرخش در محل ، بیشتر شبیه یک قله چرخان.” “ما از پالس های مایکروویو استفاده می کنیم تا نوک الکترون را اندکی خارج کنیم.” الکترون ها سپس این تداخل را به همسایگان مربوطه منتقل می کنند – باعث می شود که موج چرخشی از طریق مواد شلیک شود. از این طریق می توان بدون نیاز به حرکت الکترونها ، اطلاعات را بسیار کارآمد منتقل کرد ، اتفاقی که در تراشه های رایانه امروزی می افتد.

در اوایل سال 2019 ، گروه شولتز چیز قابل توجهی را کشف کرد: تحت شرایط خاص ، یک موج چرخشی تولید شده در یک گرداب مغناطیسی را می توان به دو موج تقسیم کرد ، هر کدام با فرکانس کاهش یافته. همکار شولتایز ، لوکاس کوبربر ، توضیح می دهد: “اصطلاحاً اثرات غیرخطی مسئول این امر هستند.” “آنها فقط در مواقعی که مایکروویو تابش شده از آستانه خاصی عبور می کند فعال می شوند.” چنین رفتاری نشان دهنده امواج چرخشی به عنوان نامزدهای امیدوار کننده نورونهای مصنوعی است ، زیرا یک عملکرد موازی حیرت انگیز با عملکرد مغز وجود دارد: این نورون ها نیز فقط هنگام عبور از یک آستانه محرک خاص تحریک می شوند.

طعمه مایکروویو

در ابتدا ، دانشمندان نتوانستند تقسیم چرخش را به طور دقیق کنترل کنند. Koerber دلیل این کار را توضیح می دهد: “وقتی مایکروویو را به دیسک فرستادیم ، تاخیر زمانی رخ داد که موج به دو موج جدید تقسیم شود. و کنترل آن دشوار بود.” بنابراین تیم مجبور شد راهی برای حل این مشکل کشف کند ، که اکنون آنها در Physical Review Letters توضیح دادند: علاوه بر حلقه طلا ، یک نوار مغناطیسی کوچک نیز در نزدیکی صفحه مغناطیسی متصل شده است. یک سیگنال مایکروویو کوتاه یک موج چرخشی در این باند ایجاد می کند ، که می تواند با موج مارپیچ ویفر تعامل کند و بنابراین به عنوان نوعی طعمه عمل می کند. موج چرخشی در نوار باعث می شود که موج موجود در وافل سریعتر شکسته شود. کوربر توضیح می دهد: “یک سیگنال اضافی بسیار کوتاه برای سریعتر تقسیم کافی است.” “این بدان معنی است که اکنون می توانیم روند را شروع کرده و تاخیر زمانی را کنترل کنیم.”

این همچنین بدان معنی است که ویفرهای موج پیچ خورده به طور کلی برای نورون های سخت افزاری مصنوعی مناسب نشان داده شده اند – آنها مانند سلول های عصبی در مغز تغییر می کنند و می توانند به طور مستقیم کنترل شوند. هلموت شولتایز می گوید: “کار بعدی که می خواهیم انجام دهیم ساخت یک شبکه کوچک با نورون های موج چرخشی است.” “این شبکه نورومورفیک باید کارهای ساده ای مانند شناسایی الگوهای روشن را انجام دهد.”

تشخیص چهره و بهینه سازی ترافیک تشخیص الگو یکی از اصلی ترین کاربردهای هوش مصنوعی است. به عنوان مثال تشخیص چهره در گوشی های هوشمند ، نیازی به رمز عبور را از بین می برد. برای کارکرد آن ، شبکه عصبی باید از قبل آموزش ببیند ، که شامل قدرت محاسباتی بسیار زیاد و مقدار زیادی داده است. تولیدکنندگان گوشی های هوشمند این شبکه را به تراشه خاصی منتقل می کنند که سپس در تلفن همراه ادغام می شود. اما تراشه ضعف دارد. این سازگار نیست ، بنابراین نمی تواند افرادی را که ماسک Covid دارند را تشخیص دهد ، به عنوان مثال.

از طرف دیگر ، کامپیوتر نورومورفیک نیز می تواند شرایطی از این قبیل را کنترل کند: بر خلاف تراشه های معمولی ، اجزای آن سیم کشی نیستند ، بلکه به عنوان سلول های عصبی در مغز عمل می کنند. شولتئیس گفت: “به همین دلیل یک کامپیوتر نورومورفیک می تواند مقادیر زیادی داده را همزمان با انسان پردازش کند – و از نظر انرژی بسیار کارآمد است.” علاوه بر تشخیص الگو ، نوع جدید رایانه می تواند در یک زمینه مهم اقتصادی دیگر نیز مفید باشد: برای کارهای بهینه سازی مانند مسیرهای برنامه ریزی با دقت بالا برای تلفن های هوشمند.

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط مرکز هلمولتز درسدن-روزاندورف. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: packge-news.ir