Umělá inteligence: čip určený k simulaci činnosti mozku
Naposledy posuzováno: 18.05.2024
Veškerý obsah iLive je lékařsky zkontrolován nebo zkontrolován, aby byla zajištěna co největší věcná přesnost.
Máme přísné pokyny pro získávání zdrojů a pouze odkaz na seriózní mediální stránky, akademické výzkumné instituce a, kdykoli je to možné, i klinicky ověřené studie. Všimněte si, že čísla v závorkách ([1], [2] atd.) Jsou odkazy na tyto studie, na které lze kliknout.
Pokud máte pocit, že některý z našich obsahů je nepřesný, neaktuální nebo jinak sporný, vyberte jej a stiskněte klávesu Ctrl + Enter.
Vědci po mnoho desetiletí snili o vytvoření počítačového systému, který by dokázal reprodukovat talent lidského mozku a zkoumat nové výzvy.
Vědci z Massachusetts Institute of Technology nyní učinili důležitý krok k tomuto cíli tím, že vyvinuli počítačový čip, který napodobuje mechanismus přizpůsobení neuronů mozku jako odpověď na nové informace. Tento jev, známý jako plasticita, věří vědci za to, že podepíší mnoho mozkových funkcí, včetně učení a paměti.
Asi 400 tranzistorů a křemíkový čip může simulovat činnost jedné synapse mozku - spojení mezi dvěma neurony, což usnadňuje přenos informací z jednoho neuronu do druhého. Vědci očekávají, že tento čip pomůže neuroscientists dozvědět mnohem více o mozku, a mohou být také použity při vývoji nervové protetických pomůcek, jako jsou umělé sítnice, říká projektový manažer Chi-Sang Poon.
Simulace synapsí
V mozku je asi 100 miliard neuronů, z nichž každá tvoří synapsy s velkým množstvím dalších neuronů. Synapse - mezera mezi dvěma neurony (presynaptický a postsynaptický neuron). Presynaptický neuron vylučuje neurotransmitery, jako je glutamát a GABA, které se váží na receptory na postsynaptické membráně buňky a aktivují iontové kanály. Otevírání a zavírání těchto kanálů vede ke změně elektrického potenciálu buňky. Pokud se potenciál dost dramaticky změní, buňka spouští elektrický impuls nazvaný akční potenciál.
Veškerá synaptická aktivita závisí na iontových kanálech, které řídí tok nabitých iontů, jako je sodík, draslík a vápník. Tyto kanály jsou také klíčové ve dvou procesech známých jako dlouhodobá potenciace (LTP) a dlouhodobá deprese (LLC), které posilují a oslabují synapse.
Vědci vyvinuli svůj vlastní počítačový čip, takže tranzistory mohou napodobovat činnost různých iontových kanálů. Zatímco většina čipů pracuje v binárním režimu - "on / off", elektrické proudy na novém čipu protékají tranzistory v analogovém režimu. Gradient elektrického potenciálu způsobuje tok tekoucí tranzistory stejným způsobem, jakým ionty procházejí iontovými kanály v buňce.
"Můžeme nastavit parametry obvodu pro koncentraci na konkrétní iontový kanál," říká Poon. "Nyní máme způsob, jak zachytit každý iontový proces, který se děje v neuronu."
Nový čip je „významný pokrok v úsilí ke studiu biologických neuronů a synaptické plasticity v CMOS [komplementární oxidy kovů polovodičového] čip,“ říká Dean Buonomano, profesorem neurobiologie na University of California v Los Angeles, s tím, že „úroveň biologické realismu , je impozantní.
Vědci plánují používat svůj čip k vytvoření systémů pro modelování specifických neuronových funkcí, jako je vizuální systém zpracování. Takové systémy by mohly být mnohem rychlejší než digitální počítače. Dokonce i na vysokovýkonných počítačových systémech je třeba hodiny nebo dny simulovat jednoduché mozkové obvody. S analogovým čipovým systémem je simulace rychlejší než v biologických systémech.
Další potenciální aplikace těchto čipů, úprava interakce s biologickými systémy, jako je umělá sítnice a mozek. V budoucnu se tyto čipy mohou stát standardními bloky pro zařízení umělé inteligence, říká Poon.
