Корейские ученые разработали волоконные транзисторы, имитирующие строение и функции нейронов и синапсов человеческого мозга. Оригинальная технология позволит создавать масштабные и энергоэффективные искусственные нейронные сети, напоминающие мозг. Устройства можно будет использовать при создании носимой электроники и роботов. Статья опубликована в журнале Advanced Materials.
Развитие технологий искусственного интеллекта привело к резкому увеличению объемов данных, доступных для обработки компьютерами. Существующие вычислительные методы, как правило, обрабатывают информацию последовательно, поэтому требуют больших затрат времени и мощности. Сейчас исследователи трудятся над разработкой энергоэффективных нейроморфных вычислительных технологий, имитирующих деятельность человеческого мозга. Для этого необходимы устройства, которые могут функционировать как нейроны и синапсы, чтобы вычислительные устройства на их основе могли обрабатывать данные так же, как это делает мозг.
Ученые из Корейского института науки и технологий разработали органические нейроволоконные транзисторы, напоминающие архитектурой и функциями нейроны человеческого мозга. В отличие от ранее разработанных устройств, которые действовали как нейроны или синапсы, новые транзисторы могут имитировать поведение и тех, и других одновременно. Соединив транзисторы в массивы, можно создавать структуры, подобные биологическим нейронным сетям.
Нейроны могут реагировать на несколько стимулов одновременно, а передача сигналов в них опосредована переносом ионов через мембрану. Волоконные транзисторы могут воспринимать силу входящего электрического сигнала и передавать его дальше с помощью окислительно-восстановительных реакций между полупроводниковыми каналами и ионами внутри изоляторов. Эти искусственные нейроволокна также могут суммировать входящие в них сигналы.
Исследователи создали систему, состоящую из 100 искусственных синапсов, и проверили функциональность устройства в экспериментах по распознаванию речи. После обучения искусственная нейронная сеть смогла распознавать речь с точностью 88,9%.
«Новое устройство из искусственного нейроволокна — это оригинальная технология, которую можно использовать для создания крупномасштабных, энергоэффективных и высоконадежных искусственных нейронных сетей, подобных мозгу. Наше устройство из искусственного нейроволокна является гибким и может использоваться в носимой электронике с поддержкой ИИ, сделанной из полупроводниковых материалов, или в робототехнике», — рассказали авторы исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
