به گزارش ساخت اپل آی دی به نقل از ایسنا و به نقل از فیز، مهندسان MIT با ابداع "سیناپس مصنوعی" یك گام به سمت توسعه دستگاه های هوش مصنوعی با عملكرد شبیه به مغز انسان و قابل حمل نزدیك شدند.
"همایه" یا سیناپس یك ساختار زیستی در پایانه آكسون ها است كه از طریق آن یك سلول عصبی پیام خویش را به دندریت یك نورون دیگر یا یاخته ماهیچه ای یا یك غده می فرستد.
نورون ها بنیادی ترین یاخته های عصبی هستند. این یاخته ها كار پردازش و رسانش پیام های عصبی را بر دوش دارند.
مغز انسان حاوی حدود 68 میلیارد نورون است كه هر كدام توانایی ارتباط و تاثیر روی تعداد زیادی از نورون های دیگر را دارند.
مكانیسم موثر و كارآمدی نیاز است تا بین این تعداد نجومی از نورون ها ارتباط برقرار كند. این ارتباط با استفاده از سیناپس صورت می گیرد. باآنكه تعداد زیادی سیناپس وجود دارد، ولی می توان آنها را به دو دسته تقسیم بندی كرد: سیناپس الكتریكی و سیناپس شیمیایی.
در سیناپس الكتریكی جریان از شكاف پیوندگاه جاری می گردد. در مقابل، سیناپس شیمیایی قادر به ارتباط سلول به سلول توسط ترشح پیام رسان عصبی می باشد. این عامل های شیمیایی كه توسط نورون پیش سیناپسی ترشح می شوند، جریان های ثانویه در نورون پس سیناپسی را بوسیله فعال كردن گیرنده های خاصی تولید می كنند. تابحال در حدود 100 نوع پیام رسان عصبی شناسایی شده است.
غول های فناوری مانند اینتل و آی. بی. ام آغاز به ساخت تراشه هایی برای هوش مصنوعی كرده اند كه عملكردی شبیه به مغز انسان دارند.
با این حال، رشته "محاسبات نورومورفیك" هنوز در مراحل اولیه خود است و یكی از بزرگترین چالش های پیشگامان آن كپی كردن سیناپس های عصبی است.
این سیناپس ها ساختارهای كوچكی هستند كه در آن اطلاعات از یك نورون به نورون بعدی انتقال می یابد. بنابراین یك تیم از مهندسان MIT آغاز به توسعه یك سیناپس مصنوعی كردند كه به مانند نمونه واقعی عمل می كند و به خوبی موفق به طراحی نمونه ای شدند كه می تواند قدرت جریان الكتریكی را در سراسر آن، به مانند جریان یون ها بین نورون ها به دقت كنترل كند.
طرح های موجود كه به صورت معمول از مواد جامد غیر بلورین یا مواد بی نظم و غیر شفاف استفاده می نمایند، در كنترل جریان یون ها مشكل دارند، بدین معنا كه آنها در انتقال اطلاعات نورون به نورون موفق نیستند.
برای حل این مسئله، تیم تحقیقاتی با استفاده از قرص سیلیكون و آلیاژ سیلیكون-ژرمانیوم كه معمولا در ترانزیستورها استفاده می شوند، سیناپس ساختند.
قرص سیلیكون یا قرص سیلیسیم(Silicon wafer) یك برش نازك از یك نیمه رسانا مانند بلورهای سیلسیم است كه در ساخت تراشه های الكترونیكی و دیگر ریزابزارها كاربرد دارد.
"جیهوان كیم" سرپرست تیم اظهار داشت كه این دو ماده كاملا متناقض با هم می توانند یك جابجایی قیف مانند تولید كنند و یك مسیر واحد بسازند كه با استفاده از آن یون ها می توانند جریان پیدا كنند.
محققان آن را بر روی یك تراشه برای شبكه عصبی خود با تغذیه دهها هزار نمونه دست خط تست كردند. نتیجه این بود كه توانست دست خط ها را با دقت 95 درصد به درستی تشخیص دهد كه نتیجه بدی نبود.
بد نیست بدانید كه الگوریتم های فعلی كه توسط سخت افزارهای رایج ساخته می شوند، دارای دقت 97 درصدی هستند.
هر چند محاسبات نورومورفیك قادر به انجام كارهایی فراتر از تشخیص نمونه دست خط خواهد بود. در آینده، این رشته می تواند منجر به ایجاد دستگاه های هوش مصنوعی قابل حمل بسیار قوی تر از گوشیهای مدرن كنونی شود.
"كیم" اظهار داشت: در نهایت ما می خواهیم یك تراشه به بزرگی یك ناخن برای جایگزینی با یك ابررایانه بزرگ داشته باشیم. ابداع این سیناپس ها یك گام اساسی برای دستیابی به سخت افزار مصنوعی واقعی است.