Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Новая компьютерная память имитирует работу мозга

Ключевые слова:  Advanced Functional Materials, Nature, Нейронная сеть, Обработка информации, Электронные ячейки памяти

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

17 мая 2015

Традиционно все электронные устройства передают и хранят любую информацию в виде двоичного кода. Комбинации нулей и единиц или, применительно к компьютерным чипам, наличие и отсутствие тока, надолго стали простой и надёжной основой всех вычислительных процессов. Но в человеческом головном мозге все происходящие процессы гораздо сложнее, и несколько потоков информации обрабатываются одновременно.

В тот момент, когда вы читаете этот текст, ваш мозг за доли секунды распознаёт буквы и символы, определяет их взаимное расположение и по многим каналам связи считывает заложенный смысл. Наше восприятие останется прежним, если изменить шрифт, цвет или размер букв. Эта особенность широко используется в популярном тесте "Капча" (CAPTCHA), позволяющем определить, кем является пользователь системы: человеком или компьютером.

Но, похоже, учёные из Королевского института технологий Мельбурна (RMIT) и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) сделали серьёзный шаг на пути к созданию искусственного человеческого мозга. Их детище в скором времени сможет пройти тест, притворившись человеком.

Инженеры Австралии и США впервые создали электронные ячейки памяти и небольшую искусственную нейронную сеть, которые в точности имитирует процессы хранения и обработки информации в нашей голове. Результаты двух исследований были опубликованы в изданиях Advanced Functional Materials и Nature.

Ключевым элементом новой технологии является мемристор. Название этого электронного компонента получено от слов memory — память, и resistor — электрическое сопротивление.
Это приспособление способно изменять сопротивление в зависимости от направления электрического тока и подобно человеческим нейронам использует для генерации электрических сигналов не электроны, а ионы. Другими словами, мемристор запоминает направление и величину "энергии", приложенной к нему в последний раз, и хранит эту информацию вплоть до прохождения следующего импульса. Таким образом, каждая ячейка такой памяти, как и нейрон, может хранить гораздо больше информации, чем просто "0" или "1".

"Это приближает нас к созданию похожей на мозг системы с памятью, которая позволяет запоминать, хранить и быстро извлекать аналоговую информацию, — говорит в пресс-релизе руководитель австралийского проекта Шарат Шрирам (Sharath Sriram). — Человеческий мозг это чрезвычайно сложный аналоговый компьютер, эволюция которого основана на его предыдущем опыте, и до сих пор эту функцию не могли адекватно воспроизвести с помощью цифровых технологий".

В качестве демонстрации возможностей новой системы исследователи из США построили элементарную искусственную нейронную сеть из ста синапсов. Она даже сквозь помехи безошибочно распознавала три буквы (Z, N и V), используя те же принципы, которыми руководствуется человек при решении аналогичной задачи.

"Это небольшой, но важный шаг, — говорит в пресс-релизе университета Санта-Барбары профессор Дмитрий Струков, работающий в этом университете. — В конечном счёте, схема может быть расширена и масштабирована до аналога человеческого мозга с квадриллионом синаптических связей".

Конечно, до разработки полноценного бионического мозга ещё далеко, особенно учитывая тот факт, что наука не до конца понимает тонкости работы оригинала. Однако прототип такого искусственного органа может существенно облегчить жизнь учёным, которые постоянно находятся под давлением морально-этических аспектов, ограничивающих эксперименты с мозгом живых людей.

В будущем такие модели можно будет использовать для изучения многих неврологических заболеваний, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона.


Источник: Вести. Наука



Комментарии
Пастух Евфграфович, 19 мая 2015 09:45 
Феномен или шум?
"...по многим каналам связи считывает заложенный смысл"
считывает заложенный смысл?
считывает смысл?
- Учитывая, что "...незнакомая вещь может показаться бессмысленной если (о ней ничего) неизвестно...), то может быть яснее будет: определяет - заложен ли смысл во входных шумах?
Вся компьютерная логика основана на Если-то (О или 1). Это не просто новая ячейка памяти, это полное переосмысление информатики. Возможности огромны, перспективы непонятны.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Зерно или яйцо?
Зерно или яйцо?

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.