reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© Pixabay Przemys艂 elektroniczny | 19 stycznia 2017

Sztuczne synapsy krokiem na drodze do sztucznego mózgu

W ludzkim m贸zgu synapsy odpowiadaj膮 m.in. za umiej臋tno艣膰 zapami臋tywania i uczenia si臋. Naukowcy z Uniwersytetu 艁贸dzkiego pracuj膮 nad sztucznymi synapsami, kt贸re b臋d膮 niezb臋dnym elementem komputera neuromorficznego, odwzorowuj膮cego prac臋 ludzkiego m贸zgu.
Naukowcy z ca艂ego 艣wiata od dawna usilnie pracuj膮 nad systemami neuromorficznymi, czyli specyficznymi komputerami, dzia艂aj膮cymi podobnie jak ludzki m贸zg. Z tego powodu bywaj膮 nazywane sztucznym m贸zgiem. Opracowanie takiego sztucznego m贸zgu zak艂ada te偶 np. jeden z flagowych projekt贸w badawczych Unii Europejskiej "Human Brain Project".

Po co nam taki sztuczny m贸zg? Dr Maciej Rogala z Katedry Fizyki Cia艂a Sta艂ego Uniwersytetu 艁贸dzkiego wyja艣nia, 偶e opracowanie sztucznego m贸zgu m.in. pomo偶e zrozumie膰, dlaczego zapadamy na choroby neurodegeneracyjne, np. chorob臋 Alzheimera. - Na razie nie rozumiemy do ko艅ca, sk膮d one si臋 bior膮 i liczymy, 偶e stworzenie sztucznego m贸zgu mo偶e pom贸c w wyja艣nieniu tej kwestii - m贸wi dr Rogala.

- Aby komputery neuromorficzne odgrywa艂y swoj膮 rol臋, potrzebne s膮 sztuczne synapsy, zmieniaj膮ce swoje w艂a艣ciwo艣ci na skutek uczenia si臋 鈥 wyja艣nia dr Rogala. - M贸wi膮c w du偶ym uproszczeniu podstaw膮 pracy m贸zgu s膮 neurony i synapsy, czyli po艂膮czenia mi臋dzy neuronami. Jeden neuron 艂膮czy si臋 z drugim synaps膮. Dobre po艂膮czenie mi臋dzy neuronami powoduje, 偶e informacje mi臋dzy nimi w m贸zgu s膮 przekazywane sprawnie. Jednocze艣nie, kiedy informacja przep艂ywa przez synapsy regularnie, to automatycznie je zmienia, dzi臋ki czemu potrafimy zapami臋tywa膰 i uczy膰 si臋 - dodaje naukowiec.

Prace nad pierwszymi komputerami neuromorficznymi rozwijaj膮 si臋 r贸wnolegle w kilku kierunkach. Cz臋艣膰 naukowc贸w w roli sztucznych synaps chce wykorzystywa膰 z艂o偶ony system element贸w elektronicznych. Inne zespo艂y pracuj膮 nad sztucznymi synapsami zbudowanymi z tzw. memrystor贸w z tlenk贸w metali. To w艂a艣nie one maj膮 unikaln膮 mo偶liwo艣膰 "zapami臋tywania" swojego przewodnictwa elektrycznego, co mo偶na okre艣li膰 jako umiej臋tno艣膰 uczenia si臋. I to w艂a艣nie memrystor mo偶e sta膰 si臋 sztuczn膮 synaps膮 艂膮cz膮c膮 sztuczne neurony. Na tej idei bazuj膮 naukowcy z zespo艂u prof. Zbigniewa Kluska z Wydzia艂u Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu 艁贸dzkiego. W zespole tym sw贸j grant realizuje te偶 dr Maciej Rogala.

- Memrystorami zajmuj臋 si臋 od kilku lat, ale dot膮d raczej wykorzystywa艂em jest w informatyce i nowych uk艂adach pami臋ci. To 艣wietny element do przechowywania informacji. W ostatnim czasie wiele grup na 艣wiecie zacz臋艂o si臋 jednak zastanawia膰, czy w memrystorach mo偶na nie tylko przechowywa膰 informacje, ale te偶 wykorzystywa膰 je jako synapsy w sztucznym m贸zgu - wyja艣nia PAP dr Rogala.

Teraz w nowym projekcie, dofinansowanym przez Narodowe Centrum Nauki, dr Rogala chce wi臋c sprawdzi膰, czy memrystory z ditlenku tytanu nadaj膮 si臋 do wykorzystania w sztucznych synapsach o wielko艣ciach nanometrowych. Jak t艂umaczy, w艂a艣nie na ditlenku tytanu naj艂atwiej jest zrozumie膰 mechanizmy, kt贸re zachodz膮 w memystorach. - Ditlenek tytanu jest takim modelowym zwi膮zkiem, podstawowym materia艂em, na kt贸rym testuje si臋 struktury memystorowe - zaznacza badacz. - Zadaniem mojego projektu jest wyja艣nienie mechanizm贸w fizycznych i chemicznych, kt贸re mog膮 zdecydowa膰 o tym, na ile te uk艂ady nadaj膮 si臋 na synapsy i jak zachowaj膮 si臋 w nanoskali - opisuje badacz.

Najpierw z ditlenku tytanu naukowiec b臋dzie przygotowywa艂 nanodruciki, kt贸re nast臋pnie spr贸buje modyfikowa膰 przez przep艂yw pr膮du elektrycznego. Dr Rogala zamierza te偶 przekona膰 si臋, czy je艣li do tych nanodrucik贸w cyklicznie b臋dzie przyk艂ada艂o si臋 napi臋cie, to czy po jakim艣 czasie taka sztuczna synapsa zapami臋ta informacj臋, kt贸r膮 otrzymuje. Gdyby uda艂o si臋 uzyska膰 taki efekt, to by艂by pierwszy krok na drodze do zbudowania komputera neuromorficznego opartego na memrystorach.

殴r贸d艂o: PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczy艅ska
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
January 11 2019 20:28 V11.10.27-2