город Николаев

ГЛАВНАЯ
  ИНФО  


  • история города
  • карта Николаева
  • транспорт
  • гостиницы
  • банки | курсы
  • ВУЗы
  • кинотеатры
  • сауны, бани

  • НОВОСТИ
       
  • Николаев
  • все
  •  
      РАЗДЕЛЫ  


  • работа
  • знакомства
  • гороскоп
  • погода
  • ТВ-программа
  • пользовательский архив
  •  
     
     
     
    Н
    О
    В
    О
    С
    Т
    И

    Компания IBM создала первые в мире стохастические нейроны с фазовым переходом

    дата: 07.08.16 17:59 рубрика: наука

    Разработчики из компании IBM создали первые в мире стохастические нейроны с фазовым переходом, что сулит нам создание нейроморфического чипа, который позволит значительно ускорить вычисления и обработку информации. О попытках создать подобную технологию сообщалось еще в 2012 году, но тогда этим вопросом занималась корпорация Intel. Спустя четыре года уже разработчики из IBM смогли добиться результатов в данной области.

    Чем же принципиально отличается чип из стохастических нейронов с фазовым переходом от классического кремниевого?

    Фазовый переход в термодинамике — переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. Фактически, создание стохастического нейрона с фазовым переходом позволит создать искусственную модель такой биологической системы, как мозг.

    Соответствующее исследование было получено журналом Nature еще в мае 2015 года, а опубликовано в апреле 2016.

    Как и свой биологический собрат, искусственный нейрон от IBM имеет то же строение. В нем присутствуют дендриты (входы), мембрана (липидный бислой), ядро и аксон (выход). Отличительной особенностью искусственного нейрона является его нейрональная мембрана. В реальном нейроне это липидный бислой, который, по факту, работает как резистор и конденсатор: сигнал пропускается только при накапливании достаточного заряда на дендрите, что приводит к всплеску генерации заряда и прохождению сигнала далее — к другим нейронам. 

    Фазовый переход в искусственном нейроне важен тем, что с его помощью ученые и инженеры смогут добиться эмуляции познавательного процесса обучения, присущего реальному биологическому мозгу. Фактически, данная разработка может активно использоваться в уже существующих проектах нейросетей для проведения обучения сети и когнитивных вычислений, что значительно ускорит процесс обработки информации, например, анализ данных в сети Интернет.

    В нейроне производства IBM мембрана заменена на сплав германия, сурьмы и теллура (GeSbTe или GST). GST уже ранее использовался в производстве перезаписываемых компакт-дисков по причине того, что подвержен фазовому переходу. Это означает, что он успешно может существовать в двух различных состояниях (кристаллическом и аморфном) и легко переключается между ними при поступлении тепла, что косвенно подтверждается перезаписываемыми RW-дисками. В случае с GST материал имеет принципиально различные свойства в зависимости от своей фазы. В кристаллической — это проводник, в аморфной — изолятор.

    Особое внимание также уделялось и стохастичности в работе чипа. Ученые предположили, что успешная длительная работа нашего мозга при несравненно меньших напряжениях электромагнитных импульсов в сравнении с искусственными нейронными сетями обеспечивается за счет образования случайных связей между нейронами. Именно эта «случайность» и была реализована инженерами IBM в новой технологии благодаря, в том числе, и использованию в технологии материалов, подверженных фазовому переходу, а именно GST.

    В состоянии покоя оболочка искусственных нейронов находится в аморфном состоянии. При подаче сигнала (разряда) она начинает кристаллизоваться, что в итоге делает нейрон из изолятора проводником. После прохождения сигнала нейрон проходит через «сброс», т.е. его мембрана возвращается в свое аморфное состояние.

    Где же здесь стохастичность, присущая живым организмам из-за шумов, окружающей среды и прочего? Стохастичность вознакает на этапе обратной аморфизации после кристаллизации оболочки. Для каждого нейрона время возвращения к исходному состоянию и итоговая аморфность мембраны всегда разная, что и приводит к созданию примерно той же степени «случайности» в их работе, что и у биологических аналогов. Именно поэтому инженеры не могут точно предугадать, какие конкретно нейроны будут готовы в нужный момент и задействованы в передаче информации.

    Инженеры IBM уже собрали 5 кубиков 10 на 10 нейронов и объединили их в сеть из 500 штук. Этот блок показал то же поведение в плане популяционного кодирования, что и биологические нейроны, а также обошел ограничения для обработки цифровых сигналов сформулированные в теореме Котельникова.

    GeekTimes
     
     
     

    Другие новости рубрики

    Американские ученые вычислили продукт, который защитит от рака (04.06.17 11:13)
    SpaceX осуществил успешный пуск Falcon 9 и вывел на орбиту спутник-шпион (01.05.17 15:00)
    Ученые нашли способ избавиться от алкоголизма навсегда (13.09.16 23:25)
    Компания IBM создала первые в мире стохастические нейроны с фазовым переходом (07.08.16 17:59)
    Google и OpenAI описали пять проблем создания роботов с искусственным интеллектом (23.06.16 22:44)
     


     
     
         
    +nikinfo.net не несет ответственности за содержание информации, которую размещают пользователи ресурса.
    nikinfo - Николаевский информационный портал © 2006-2017