Главная / Наука и технологии / Новый мемристор улучшает надёжность работы искусственного интеллекта на атомарном уровне

Новый мемристор улучшает надёжность работы искусственного интеллекта на атомарном уровне

Новый мемристор улучшает надёжность работы искусственного интеллекта на атомарном уровне

Учёные создали новый надёжный и энергоэффективный вид соединения между нейронами для искусственных нейронных сетей. Он позволит реализовать новый тип искусственного интеллекта, основываясь на перспективных элементах – мемристорах.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в издании Journal of Applied Physics группой из Университета Южной Калифорнии во главе с Ханем Ваном (Han Wang).

Как известно, нейронная сеть имитирует работу мозга. Когда система "запоминает" новую информацию, изменяется проводимость тех или иных синапсов (контактов между искусственными нейронами). Это и есть способ хранения данных в нейронной сети.

Обычно и нейроны, и соединения между ними существуют лишь в памяти обычного компьютера. Другими словами, нейронная сеть моделируется в виде программы. Однако иногда инженеры воплощают её "в металле". Такое решение может повысить скорость работы, снизить затраты энергии или обеспечить устойчивость к повреждениям (ведь нейронная сеть при выходе из строя части нейронов остаётся в строю, в отличие от классического компьютера. для которого потеря даже одной ключевой детали фатальна).

Перспективными элементами для создания физических нейронных сетей являются мемристоры. "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о том, что это такое. Вкратце напомним, что такое устройство меняет своё электрическое сопротивление в зависимости от того, какой ток и в течение какого времени по нему течёт. Понятно, что элемент, меняющий проводимость, прекрасно подходит для создания искусственных синапсов.

Однако широкому применению мемристоров в устройствах искусственного интеллекта мешает нестабильность их работы. Даже один и тот же элемент от запуска в запуску может по-разному реагировать на один и тот же сигнал. Группа Вана, похоже, преодолела это препятствие.

Новый мемристор улучшает надёжность работы искусственного интеллекта на атомарном уровне

Чтобы повысить надёжность системы, исследователи отказались от схемы "один синапс – один мемристор". Каждый контакт между искусственными нейронами они реализовали как целую батарею из таких элементов, включённых параллельно. В такой схеме "капризы" одного мемристора не слишком сильно сказываются на "синапсе" в целом. Благодаря этому надёжность работы возрастает в 2–5 раз.

Однако использование целых пакетов традиционных мемристоров означало бы серьёзные потери энергии. Поэтому авторы улучшили конструкцию этого базового элемента.

"Существует большой интерес к использованию новых типов материалов  для мемристоров, – констатирует первый автор статьи Иван Эскеда (Ivan Esqueda).

В состав мемристора учёные включили атомарно тонкую прокладку из нитрита бора (BNOx), расположив её между слоями графена и серебра. Благодаря этому новшеству даже батарея из параллельно подключённых мемристоров оказалась в десять тысяч раз более энергоэффективной, чем один-единственный традиционный элемент.

В дальнейшем исследователи планируют проверить, насколько хорошо их детище справляется с такой традиционной для нейронных сетей задачей, как распознавание образов.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" писали о нейронной сети на пластиковых мемристорах. Говорили мы и о других необычных нейронных сетях, в том числе электромеханической и оптической.

Источник

Прокрутить до верха