سیناپس مصنوعی باعملکردی شبیه به مغز انسان

شاید یک ابزار شبیه به باتری بتواند عملکرد یک سیناپس مصنوعی را داشته باشد و کارآیی و توانایی یادگیری مغز را تقلید کند.ظرفیت مغز در یادگیری و به خاطر سپردن همزمان اطلاعات با صرف انرژی کم، الهام‌بخش پژوهشگران برای کار در زمینه ابداع رایانه‌های شبیه به مغز بوده است. پژوهشگران "دانشگاه استنفورد"(Stanford University) و "آزمایشگاه ملی سندیا" (SNL)، ابزاری ابداع کرده‌اند که عملکرد یک سیناپس مصنوعی را دارد و می‌تواند روش ارتباط نورون‌ها در مغز را تقلید کند.پژوهشگران به تازگی، از ۹ نمونه ابتدایی این ابزار رونمایی کردند که همه آنها از نظر سرعت پردازش، بهره‌وری انرژی، قابلیت تکثیر و دوام، عملکرد خوبی داشتند. اعضای این گروه پژوهشی در نظر دارند سیناپس مصنوعی خود را با تجهیزات الکترونیکی قدیمی ترکیب کنند تا گامی برای استفاده از یادگیری مبتنی بر هوش مصنوعی در ابزار کوچک بردارند."اسکات نی"(Scott Keene)، از نویسندگان این پروژه گفت: اگر سیستمی داشته باشید که میزان کارآیی و سرعت آن به اندازه‌ای که ما ارائه داده‌ایم باشد، می‌توانید آن را روی تلفن همراه یا لپ‌تاپ نصب کنید. ابداع این ابزار کوچک می‌تواند امکان دستیابی به توانایی آموزش شبکه‌ها و حل مشکلات ابزارهای الکترونیکی را برای ما فراهم کند.

سیناپس مصنوعی پژوهشگران استنفورد، به یک باتری شباهت دارد و پژوهشگران می‌توانند جریان الکتریسیته را بین دو پایانه آن حرکت دهند. حرکت جریان الکتریسیته، شبیه به نحوه انتقال اطلاعات در مغز برای یادگیری است. طراحی این سیناپس، طوری است که کارایی آن را افزایش می‌دهد زیرا پردازش داده و ذخیره حافظه، در یک حرکت رخ می‌دهند؛ در حالی که داده‌ها در یک سیستم رایانه‌ای سنتی، ابتدا پردازش و سپس ذخیره می‌شوند.دیدن عملکرد این ابزار در یک مجموعه، گامی مهم به شمار می‌رود زیرا این کار به پژوهشگران امکان می‌دهد تا چندین سیناپس هوش مصنوعی را به صورت همزمان به کار گیرند. این کار در مقایسه با به کارگیری هر سیناپس به صورت مجزا، به زمان کمتری نیاز دارد و کارایی و سرعت آن شبیه به عملکرد مغز است.

پژوهشگران در آزمایش‌های نسخه ابتدایی سیناپس مصنوعی دریافتند که انرژی مورد نیاز برای پردازش و عملکرد این ابزار، یک دهم انرژی است که یک رایانه پیشرفته نیاز دارد. با وجود این، آنها هنوز نگران بودند که برخی از این ابزار که با هم در مجموعه بزرگ‌تری به کار گرفته می‌شوند، بیش از حد انرژی مصرف کنند؛ در نتیجه هر ابزار را دوباره تجهیز کردند تا جریان الکتریکی کمتری نیاز داشته باشند و کارایی آنها افزایش یابد.نسخه‌های جدیدتر سیناپس طی آزمایش، سرعت و کارایی بیشتری از خود نشان دادند و پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که بتوان نسل آینده این ابزار را در تجهیزات الکترونیکی که سرعت ویژه‌ای دارند، به کار گرفت.این پژوهش، در مجله "Science" به چاپ رسید.