به نقل از «ايتنا»

ترانزیستور جدیدی که مانند مغز انسان عمل می‌کند

تاریخ انتشار: ۵ دی ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۳۷۳۸۷۵

ایتنا - فناوری ترانزیستور سیناپسی با تقلید ساختار و عملکرد مغز انسان می‌تواند در ساخت ماشین‌هایی به کار رود که حافظه و قدرت استدلال داشته باشند.
دانشمندان می‌گویند برای نخستین بار موفق شده‌اند یک ترانزیستور سیناپسی بسازند که در دمای اتاق کار می‌کند. پیش‌ از این، ترانزیستورهای سیناپسی تنها می‌توانستند در دماهای بسیار پایین کار کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این ترانزیستور از بهترین سامانه‌های یادگیری ماشینی موجود نیز بهتر عمل می‌کند. ترانزیستور سیناپسی جدید می‌تواند مانند مغز انسان اطلاعات را ذخیره و پردازش ‌کند و دسته‌ای از اعمال شناختی را که بسیاری از سامانه‌های هوش مصنوعی امروزی با آن‌ها درگیرند انجام دهد.

به گفته دانشمندان، این فناوری درواقع ساختار و عملکرد مغز انسان را تقلید می‌کند. به‌عبارت‌ دیگر، این ترانزیستور به شکلی کار می‌کند که توان پردازش و حافظه در آن کاملا یکپارچه‌‌اند و با ساختار محاسباتی متداول که در آن پردازنده و حافظه اجزای فیزیکی جداگانه‌ای به شمار می‌روند متفاوت است.

مارک هرسام، استاد علم مواد، مهندسی و محاسبات در دانشگاه نورث‌وسترن و یکی از دانشمندان سرپرست این پژوهش، می‌گوید که ساختار مغز به‌طورکلی با یک رایانه دیجیتال متفاوت است.

به گفته او، داده‌ها در یک رایانه دیجیتال بین یک میکرو پردازنده و حافظه جابه‌جا می‌شوند و این کار انرژی زیادی مصرف می‌کند و در زمان انجام چند کار به‌طور هم‌زمان نیز مانع ایجاد می‌کند.

دانشمندان در مقاله‌ای که در این زمینه روز ۲۰ دسامبر در مجله نیچر نوشته‌اند می‌گویند ترانزیستور سیناپسی به دلیل یکپارچه کردن توان محاسباتی و حافظه، می‌تواند ازنظر کارایی انرژی به‌طور قابل‌توجهی بهتر باشد و داده‌ها را با سرعت فوق‌العاده‌ بیشتری جابه‌جا کند.

به گفته آن‌ها، امروز به این نوع جدید از ساختار محاسباتی نیاز داریم، چراکه تکیه بر قطعات الکترونیکی معمول درحالی‌که در عصر داده‌های بزرگ (بیگ‌دیتا) به سر می‌بریم کافی نیست.

دانشمندان می‌گویند امروزه تقاضای بسیاری برای کارهای محاسباتی هوش مصنوعی وجود دارد و این مستلزم صرف انرژی بسیار است و دیگر نمی‌توان بر قطعات الکترونیکی رایج تکیه کرد.

دانشمندان پیش‌ از این نیز ترانزیستورهای سیناپسی ساخته بودند، اما آن‌ ترانزیستورها تنها در دماهای بسیار سرد کار می‌کردند. در ترانزیستور جدید از موادی استفاده شده است که در دمای اتاق کار می‌کنند.

 

در قطعات الکترونیکی رایج، ترانزیستورها روی یک ویفر سیلیکونی (یک برش نازک از سیلیکون) قرار می‌‌گیرند، اما پژوهشگران در ترانزیستور سیناپسی جدید، گرافن دولایه (بی‌ال‌جی) و نیترید بورون هگزاگونال را روی هم چیده‌اند و آن‌ها را عامدانه چرخانده‌اند تا الگویی به نام طرح مویره [ماره] (Moiré pattern) ایجاد کنند.

زمانی که آن‌ها یک لایه را نسبت به لایه دیگر چرخاندند، ویژگی‌های الکترونیکی جدیدی ظاهر شد که پیش از آن در هیچ‌کدام از لایه‌ها به‌صورت جداگانه وجود نداشت. برای به کار انداختن ترانزیستور در دمای اتاق، استفاده از درجه خاصی از چرخش و به‌عبارتی تطابق تقریبا کامل بین گرافن دولایه (بی‌ال‌جی) و نیترید بورون هگزاگونال لازم بود.

محققان تراشه را با آموزش داده‌ها به آن آزمایش کردند تا بتواند الگوها را تشخیص دهد. سپس توالی جدید ناهمسانی را که شبیه به داده‌های آموزشی بودند به تراشه نشان دادند. این فرایند که با عنوان «یادگیری انجمنی» شناخته می‌شود، فرایندی است که اغلب سامانه‌های یادگیری ماشینی نمی‌توانند آن را به‌خوبی انجام دهند.

در موجودات زنده، یادگیری انجمنی به توانایی یادگیری و ایجاد خاطرات گفته می‌شود که به آن‌ها امکان می‌دهد رفتار خود را بر اساس تجربیات پیشین تطبیق دهند و چیزی در مورد ارتباط میان دو رویداد متمایز بیاموزند. 

هرسام می‌گوید کمترین کاری که هوش مصنوعی باید در تقلید از فکر و ذهن انسان انجام دهد دسته‌بندی داده‌ها است. به گفته او، هدف این تیم تحقیقاتی پیشبرد فناوری هوش مصنوعی به مراحل بالاتر از این است. به باور هرسام، شرایط واقعی اغلب پیچیده‌تر از آن‌ است که الگوریتم‌های فعلی هوش مصنوعی بتوانند با آن‌ها کنار بیایند. ازاین‌رو هرسام و تیم او سامانه‌های خود را تحت شرایط پیچیده‌تری آزمایش کردند تا توانایی‌های پیشرفته خود را نشان دهند.

پژوهشگران در یک تمرین، به هوش مصنوعی آموزش دادند تا دنباله ۰۰۰ را بررسی کند. آن‌ها سپس از هوش مصنوعی خواستند الگوهای مشابه را شناسایی کند، برای نمونه توالی‌های مانند ۱۱۱ و ۱۰۱ را به هوش مصنوعی ارائه کردند. با وجود آن‌که دنباله‌های ۰۰۰ و ۱۱۱ یکسان نیستند، اما هوش مصنوعی به‌درستی دریافت که هر دوی آن‌ها سه رقم پشت سر هم دارند و از این نظر به هم شبیه‌اند.

این عمل به نظر ساده می‌آید، اما ابزارهای هوش مصنوعی امروزی هنوز با این نوع استدلال‌های شناختی مشکل دارند. در آزمایش‌های بیشتر، پژوهشگران داده‌های غیرمنتظره و ناگهانی را به هوش مصنوعی دادند و الگوهای ناقصی را در اختیارش گذاشتند، ولی هوش مصنوعی که از تراشه ابداعی دانشمندان استفاده می‌کند همچنان یادگیری انجمنی را نشان داد.

هرسام در گفت‌وگو با لایوساینس می‌گوید آن‌ها تاکنون ترانزیستور سیناپسی الگوی مویره (ماره) را با گرافن دولایه (بی‌ال‌جی) و نیترید بورون هگزاگونال پیاده‌سازی کرده‌اند. اما به گفته او، مواد دو بعدی دیگری نیز وجود دارند که می‌توانند با ساختارهای مویره دیگری ترکیب شوند و این تازه شروع کار در زمینه نوظهور محاسبات مهندسی نورومورفیک بر مبنای الگوی مویره است.

نورومورفیک یا محاسبات عصبی به استفاده از مدارهای آنالوگ الکترونیکی برای شبیه‌سازی ساختار عصبی و بیولوژیکی سیستم عصبی گفته می‌شود.

به گفته هرسام، ویژگی‌هایی که دانشمندان در این ترانزیستور آزمایشی مشاهده کردند می‌تواند نویدبخش ظهور نسل‌های آینده این فناوری باشد تا بتوان از آن در ساخت تراشه‌هایی با کارایی بالا استفاده کرد و درنهایت در سامانه‌های پیشرفته هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی به کار گرفت.

منبع: ايتنا

کلیدواژه: یادگیری ماشینی مغز انسان هوش مصنوعی هوش مصنوعی مغز انسان داده ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.itna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ايتنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۳۷۳۸۷۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

دانشمندان جوان این مرز و بوم زمینه ساز پیشرفت های علمی شده اند

به گزارش خبرنگار مهر، سید محمد رضا طالبی شب گذشته در مراسم گرامی داشت مقام معلم و استاد در دانشگاه جامع علمی کاربردی استان بیان داشت: شما مقامی بسیار رفیع و ارزشمندی دارید و جایگاه معلمی و استادی به دو دلیل قرآنی و روایی، رفیع است.

به گفته وی خداوند در آیات قرآن خود را معلم معرفی کرده و به گفته پیامبر (ص) یکی از دلایل بعثت ایشان تعلیم و تربیت انسان است.

وی افزود: معلم سازنده نسل آینده است و استاد شهید مطهری و احمدی روشن و… از پشت میزهای کلاس درس به جایی رسیده اند.

وی با اشاره به تحریم های ترکیبی دشمن تصریح کرد: دشمن در هر جای که توانسته چوب لای چرخ ما گذاشته است و با این وجود دانشمندان جوان این مرز و بوم با عزم و اراده خود زمینه ساز توسعه و پیشرفت در حوزه های مختلف علمی شده اند.

وی خاطر نشان کرد: نیروهای مسلح ما با تکیه بر این دستاوردهای علمی پایگاه مهم نظامی صهیونیست ها را با موشک نقطه زن را با وجود گنبد آهنین هدف قرار دادند که انجام این کار مرهون اقدامات معلمان و اساتید دانشگاه ه ها است.

طالبی تصریح کرد: پیشرفت های علمی ما سبب شده که افراد بیمار بسیاری از کشورهای دیگر برای معالجه به ایران بیایند.

رئیس کمیسیون دانشجویی استان در ادامه گفت: دانشجویان و اساتید باید از پیشرفت های علمی در نقاط مختلف کشور بازدید کنند که نمونه عملی آن را در کارخانه کویر تایر می توانیم بینیم که برای تولید نیازهای این کارخانه اقدامات خوبی با بهره گیری از شرکت های دانش بنیان انجام شده است.

طالبی با اشاره به اینکه در اجرای دستورالعمل ها و ابلاغ های کشوری مسئولان استانی هیچ اختیاری ندادند، افزود: دستگاه های نظارتی هم به وظیفه خود در این خصوص برای اجرای دستورالعمل ها و ابلاع های کشوری عمل می کنند.

معاون استاندار خراسان جنوبی گفت: دانشگاه جامع علمی کاربردی از پایه علمی قوی برخوردار است و اشتغال محوری در آن مد نظر قرار گرفته است.

طالبی با اشاره به برگزاری دور دوم انتخابات در ۲۱ اردیبهشت، تصریح کرد: هیچ تفاوتی بین مرحله اول و دوم انتخابات وجود ندارد و با توجه به اهمیت رقابت در دور دوم، مرحله دوم به جهاتی مهم تر است.

به گفته وی هر چند بعضی از مسئولان بر اساس ماده ۷۷ قانون انتخابات از طرفداری در انتخابات منع شده اند اما در افزایش مشارکت انتخابات همه ما می توانیم ایفای نقش کنیم.

به گفته وی دور اول انتخابات بدون هیچ مشکلی در استان برگزار و اعتبار نامه های افراد منتخب صادر شده است و هیج حاشیه امنیتی با توجه به شرایط زمان برگزاری انتخابات در استان نداشتیم.

وی خاطر نشان کرد: ۹۸ درصد دستگاه های احراز هویت در همه استان در ساعت هشت صبح فعال شد و ۲۱ اردیبهشت هم یک بار دیگر شاهد حماسه آفرینی دیگری توسط مردم استان خواهیم بود.

در ادامه این مراسم از اساتید دانشگاه جامع علمی کاربردی خراسان جنوبی تجلیل شد.

کد خبر 6093694