Сделан еще один шаг к сильному искусственному интеллекту

Статья «Технология изготовления и электрофизические свойства комбинированного мемристорно-диодного кроссбара, являющегося основой аппаратной реализации биоморфного нейропроцессора» сотрудников Лаборатории наноматериалов и наноэлектроники ТюмГУ Александра Писарева, Александра Бусыгина, Андрея Бобылева, Алексея Губина, Сергея Удовиченко вышла в журнале Neural Computing and Applications.

Учеными изготовлен лабораторный прототип комбинированного мемристорно-диодного кроссбара, который является массивом синапсов аппаратной части биоморфного нейропроцессора, позволяющего воспроизвести работу кортикальной колонки мозга. Такой нейропроцессор способен генерировать новое знание по биологически подобному механизму, что позволяет говорить о возможном переходе от слабого к сильному искусственному интеллекту.

Мемристор — это пассивный двухполюсный электрический элемент, изменяющий свое электрическое сопротивление в зависимости от протекшего через него электрического заряда. Закономерности изменения электрических характеристик мемристоров позволяют строить на их основе искусственные аппаратные синапсы.

Кроссбар является массивом мемристорно-диодных ячеек и основой запоминающей и логической матриц нейропроцессора. Для его изготовления были выбраны материалы и нанотехнология образования полупроводниковых слоев диода Зенера и мемристорного слоя, обеспечивающие требуемые эксплуатационные характеристики.

Ученые наглядно показали, что технология магнетронного распыления — унифицированная для изготовления мемристоров и диодов. Таким образом, все слои комбинированного мемристорно-диодного кроссбара, включая проводящие дорожки, могут быть изготовлены в одном технологическом цикле.

В результате работы впервые продемонстрирована генерация новой ассоциации (нового знания) в изготовленном интегральном мемристорно-диодном кроссбаре в отличие от самообучения в существующих аппаратных нейросетях с синапсами на базе дискретных мемристоров. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют об эффективной работоспособности комбинированного мемристорно-диодного кроссбара, предназначенного для изготовления запоминающей и логической матриц.

Таким образом, на сегодня созданы предпосылки для изготовления прототипа нейропоцессора нового поколения, качественно отличающегося от существующих нейропроцессоров на простых нейронах, предназначенных для компьютерного зрения, машинного обучения и других систем со слабым искусственным интеллектом.

Новый нейропроцессор позволит в будущем при совершенствовании его оригинальной биоморфной нейросети осмысливать полученные новые ассоциации (новое знание) и, следовательно, совершить переход от слабого к сильному искусственному интеллекту.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в рамках грантов: № 19−07−00272 «Электрофизические свойства комбинированного мемристорного-диодного кроссбара — нового компонента наноэлектроники, предназначенного для изготовления запоминающей и логической матриц нейропроцессора» и № 19−37−90030 «Генерация нового знания в нейросети на основе массива мемристорных синапсов в запоминающей матрице биоморфного нейропроцессора и принципы увеличения быстродействия и энергоэффективности обработки информации на специализированном устройстве по сравнению с существующими вычислительными средствами».

Источник:

Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ и сайт Naked Science