Microchip Fotonik Baru Meniru Fungsi Dasar Otak

583261-listrik-mengalir-melalui-cpu otak komputer

Meskipun kecerdasan buatan yang paling canggih telah memberi kami alat-alat canggih yang bisa mengalahkan kami dalam tugas tertentu dan terbaik kami bahkan dalam game kami yang paling menantang, semuanya beroperasi sebagai algoritme terisolasi tanpa kekuatan asosiatif yang luar biasa dari otak manusia. Arsitektur komputasi kita saat ini tidak dapat menandingi efisiensi pikiran kita sendiri, tetapi tim gabungan peneliti dari Universitas Münster, Oxford, dan Exeter menemukan cara untuk mulai mempersempit celah tersebut dengan membuat jaringan neurosynaptic buatan kecil didukung oleh cahaya.

Komputer masa kini menyimpan memori secara terpisah dari prosesor. Otak manusia, sebaliknya, menyimpan memori di sinapsis yang berfungsi sebagai jaringan penghubung antar neuron. Alih-alih mentransfer memori untuk diproses, otak memiliki akses bersamaan ke memori itu ketika neuron yang terhubung diaktifkan. Meskipun ilmu saraf umumnya menerima teori penyimpanan memori sinaptik, kami masih kurang memiliki pemahaman yang pasti tentang cara kerjanya.

Meski begitu, kami memahami bahwa otak menangani banyak proses secara bersamaan. Otak manusia mungkin tidak berfungsi dengan efisiensi komputasi numerik dari kalkulator dasar secara default, tetapi dibutuhkan a superkomputer yang membutuhkan listrik yang cukup untuk menyalakan 10.000 rumah melebihi itu. Otak manusia menetapkan tolok ukur yang tinggi untuk mitra buatannya dalam kekuatan pemrosesan saja, dan perbedaan arsitekturalnya yang signifikan membuat kemampuannya jauh lebih dinamis sehingga membuat perbandingan ini hampir tidak ada gunanya.



Tim peneliti multinasional yang berhasil mereplikasi jaringan neurosynaptic buatan menggunakan empat neuron dan 60 sinapsis yang disusun dengan 15 sinapsis per neuron. Dengan sendirinya, file otak mengandung miliaran neuron. Dengan jumlah sinapsis yang lebih besar (rasio sekitar 10.000: 1), jika Anda mempertimbangkan perbedaan skalanya, mudah untuk melihat bagaimana pencapaian besar ini hanya berfungsi sebagai langkah awal dalam perjalanan panjang.

Tapi itu tidak membuat pencapaiannya menjadi kurang mengesankan. Cara fungsi chip tidak sesuai dengan penjelasan yang sederhana, tetapi pada dasarnya, chip ini menggunakan serangkaian resonator untuk memandu pulsa cahaya laser yang masuk sehingga mencapai neuron buatan sebagaimana dimaksud. Tanpa panduan gelombang yang tepat, neuron buatan akan gagal menerima masukan yang konsisten dan tidak memiliki fungsi komputasi praktis. Terdiri dari materi pengubah fase, neuron buatan mengubah propertinya sebagai respons terhadap laser terfokus dan proses ini berhasil meniru sepotong kecil otak manusia.

Kredit: WWU Muenster - Peter Leßmann

Berkat ukuran kecil jaringan neurosynaptic buatan, tim peneliti membuat simulasi komputer standar berdasarkan fungsinya untuk menguji kemampuan komputasinya dalam skala yang lebih besar. Simulasi ini berhasil menunjukkan bahwa chip eksperimental dapat menangani tugas pengenalan pola yang diperlukan dalam pembelajaran mendalam.

Meskipun jaringan buatan berskala kecil mungkin tidak berhasil mencapai banyak hal sendiri, teknologi ini akan memiliki keuntungan luar biasa setelah matang. Menurut para peneliti, sistem fotonik berpotensi beroperasi dengan kecepatan lebih dari 1.000 kali lebih cepat daripada otak manusia. Dengan meniru jaringan neurosynaptic, ia juga mengatasi hambatan transfer data karena fungsi memori dan pemrosesan ada di tempat yang sama.

Teknologi ini mungkin membawa era baru komputasi dalam beberapa dekade mendatang, tetapi penting untuk diingat bahwa mereplikasi otak manusia tidak dapat terjadi begitu saja dengan membuat jaringan neurosynaptic buatan. Dibandingkan dengan manusia, gajah memiliki otak yang jauh lebih besar jauh lebih banyak neuron dan sinapsis daripada manusia dan itu tidak memberikan keuntungan intelektual apa pun. Otak neanderthal juga berfungsi berbeda, dan mempertahankan bentuk dan ukuran yang sangat berbeda. Meskipun perbedaan ini tidak mengungkapkan kebenaran spesifik tentang mengapa otak manusia mempertahankan keunggulan intelektual atas kehidupan organik lainnya, perbedaan ini menunjukkan seberapa banyak yang harus kita pelajari untuk menciptakan mesin yang sekuat dan dinamis seperti yang ada di dalam kepala kita. .

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com