حافظه نورومورفیک نورون‌ها و سیناپس‌ها را شبیه سازی می‌کند

تاریخ : ۰۲ خرداد ۱۴۰۱

تعداد بازدید : ۱۵۰

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

پژوهشگران کره‌ای نشان دادند که حافظه نورومورفیک می‌تواند نورون‌ها و سیناپس‌ها را شبیه سازی کند.

محققان یک دستگاه حافظه نورومورفیک در ابعاد نانومتری را گزارش کرده‌اند که نورون‌ها و سیناپس‌ها را به‌طور همزمان در یک سلول واحد شبیه‌سازی می‌کند، که گام دیگری به سوی رسیدن به هدف محاسبات نورومورفیک طراحی شده برای تقلید دقیق مغز انسان با دستگاه‌های نیمه‌رسانا است.

 

محاسبات نورومورفیک با تقلید از مکانیسم‌های نورون‌ها و سیناپس‌هایی که مغز انسان را می‌سازند، به هوش مصنوعی (AI) دست می‌یابد. با الهام از عملکردهای شناختی مغز انسان که رایانه‌های کنونی قادر به ارائه آن نیستند، دستگاه‌های نورومورفیک به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با این حال، مدارهای نورومورفیک مبتنی بر نیمه هادی اکسید فلز مکمل (CMOS) به سادگی نورون‌های مصنوعی و سیناپس‌ها را بدون فعل و انفعالات هم افزایی به هم متصل می‌کنند و اجرای همزمان نورون‌ها و سیناپس‌ها همچنان یک چالش باقی مانده است. برای حل این مشکل، یک تیم تحقیقاتی  مکانیسم‌های کار سلول‌های عصبی انسان یعنی برهم‌کنش‌های نورون-سیناپس را در یک سلول حافظه واحد، پیاده‌سازی کردند.

 

مشابه کارت‌های گرافیک تجاری، دستگاه‌های سیناپسی مصنوعی که قبلاً مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اغلب برای سرعت بخشیدن به محاسبات موازی استفاده می‌شوند، که تفاوت‌های واضحی را با مکانیسم‌های عملیاتی مغز انسان نشان می‌دهد. این تیم تحقیقاتی برهمکنش‌های هم افزایی بین نورون‌ها و سیناپس‌ها را در دستگاه حافظه نورومورفیک اجرا کردند و مکانیسم‌های شبکه عصبی زیستی را شبیه‌سازی کردند. علاوه بر این، دستگاه نورومورفیک توسعه‌یافته می‌تواند مدارهای عصبی پیچیده CMOS را با یک دستگاه جایگزین کند و مقیاس‌پذیری و کارایی بالایی را ارائه دهد.

 

مغز انسان از شبکه پیچیده ای از 100 میلیارد نورون و 100 تریلیون سیناپس تشکیل شده است. عملکردها و ساختارهای نورون‌ها و سیناپس‌ها می ‌وانند به طور انعطاف‌پذیر با توجه به محرک‌های خارجی تغییر کنند و با محیط اطراف سازگار شوند. این تیم تحقیقاتی یک دستگاه نورومورفیک ساخته است که در آن خاطرات کوتاه‌مدت و بلندمدت با استفاده از دستگاه‌های حافظه فرار و غیرفرار که به ترتیب ویژگی‌های نورون‌ها و سیناپس‌ها را تقلید می‌کنند، وجود دارند. یک دستگاه سوئیچ آستانه به عنوان حافظه فرار و حافظه تغییر فاز به عنوان یک دستگاه غیر فرار استفاده می شود. دو دستگاه لایه نازک بدون الکترودهای میانی ادغام شده‌اند و سازگاری عملکردی نورون‌ها و سیناپس‌ها را در حافظه نورومورفیک اجرا می‌کنند.

 

پروفسور کوئن جایلی از محققان این پروژه می‌گوید: «نورون‌ها و سیناپس‌ها با یکدیگر تعامل دارند تا عملکردهای شناختی مانند حافظه و یادگیری را ایجاد کنند، بنابراین شبیه‌سازی هر دو عنصر ضروری برای هوش مصنوعی الهام گرفته از مغز است. دستگاه حافظه عصبی نورومورفیک توسعه یافته همچنین اثر بازآموزی را تقلید می‌کند.»

منبع : https://www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220520132904.htm

نظر شما