"Синтетический" мозг для безграничных возможностей нейросетей

Далее были созданы нейроморфные сети, которые сделали "мысли" ИИ более похожими на человеческие за счет преодоления технологических барьеров. Но такие сети все равно уступают биологическому мозгу по производительности из-за работы на аппаратном обеспечении.

Специалисты из Университетов Осаки и Хоккайдо решили преодолеть и эти трудности, создав нейроморфное программное обеспечение, которое основано на мемристорных устройствах.

Мемристорное устройство представляет собой полупроводник, сопротивление которого определяется его историей приложенного напряжения и тока. При таком подходе электрополимеризация используется для соединения электродов, которые погружают в раствор прекурсора с помощью проводов из проводящего полимера.

После этого сопротивление каждого провода настраивается при помощи небольших импульсов напряжения, в результате чего получается мемристорное устройство.

Для создания полимерных проводов ученые использовали смесь полимеров PEDOT:PSS, которая отличается высокой производительностью, гибкостью и прозрачностью. Трехмерную структуру верхнего и нижнего электродов сначала погружали в раствор прекурсора. После этого провода выращивались при помощи приложения напряжения прямоугольной формы к электродам, между которыми они находились. Таким образом ученым удалось сымитировать синаптические связи, которые формируются в мозге человека путем направления аксонов.

После формирования провода ученые контролировали его проводимость и другие характеристики с помощью импульсов тока, подаваемых на один из электродов. Это позволило изменить электрические свойства пленки, которая окружает провод.

Ученые отметили, что именно проводимость провода отвечает за обучение сети, такой же процесс происходит во время обучения нейросетей, основанных на ПО.

На полученной сети ученые продемонстрировали обучение по Хеббу и показали, что этот эксперимент позволил в будущем точно контролировать показатели проводимости проводов для выполнения конкретных задач.

Такое обучение на основе спайков точнее имитирует процессы, проходящие в биологических нейронных сетях. Результаты эксперимента помогут в дальнейшем создать полноценное нейроморфное ПО, которое иметь практически такие же когнитивные способности, как у человека.

В ближайшем будущем ученые планируют создать более мощную сеть при помощи чипа со множеством электродов и микрожидкостных каналов для подачи исходного раствора к каждому электроду.