В IBM создали исскуственные нейроны с возможностью стохастического воспроизведения процессов и фазового перехода

Человек воспроизводит в действительность слова из Библии, пытаясь создавать «по образу и подобию Своему». Эта модель, в отношении нейронной сети в том числе, была взята за основу ещё от начала первых прототипов и не покидает сознание её идейных сторонников до сегодня. Недавно светлые умы из застенок лабораторий IBM смогли создать около 500 единиц искусственных нейронов, умеющих симулировать работу «биологического компьютера» и предназначенных для хранения и обработки данных. Эта разработка знаменует собой значительный шаг вперед в развитии энергоэффективных, сверхплотных интегрировано-нейроморфных технологий для применения их в когнитивных вычислениях.

Искусственные нейроны, разработанные учеными IBM в Цюрихе состоят из фазы измененных материалов, в том числе из германий-сурьма-теллуровых ячеек (GST), которые демонстрируют два устойчивых состояния — аморфный (без четко определенной структуры) и кристаллический (со структурой).

Эти материалы являются основой оптических дисков. При определенных температурах у GST изменяется физическая фаза. Она переходит из аморфного изолятора в фазу кристаллического проводника. Тем не менее, искусственные нейроны не хранят цифровую информацию; они являются аналоговыми (используют информацию в форме действительных чисел), так же, как синапсы и нейроны в нашем биологическом мозге.

В демонстрационном ролике, команда подает ряд электрических импульсов для перехода GST в кристаллическую фазу, после возвращая в аморфную.

Объединяя нейроны, можно реализовывать аналитические системы для сбора и обработки информации с IoT датчиков или выявления закономерностей в потоке финансовых данных, например для обнаружения их несоответствий.

«Мы проводили исследования с изменением фазы материалов для задействования их в нейроразработке более десяти лет, и наш прогресс в течение последних 24 месяцев оказался просто замечательным» —, прокомментировал сотрудник IBM Эвангелос Элефтериу.

#ICYMI: IBM creates world’s first artificial phase-change neurons pic.twitter.com/9W4uGA84mj

— IBM (@IBM) 3 августа 2016 г.

«Популяции стохастических нейронов со сменой фаз, в сочетании с другими наноразмерными элементами (например искусственные синапсы), может стать ключевым фактором для создания нового поколения чрезвычайно плотных нейроморфных вычислительных систем» —, сказал Томас Тума.

Успешность испытания передачи сигнала, означает, возможность уменьшения подобных систем до микроскопических размеров без какого-либо ограничения их функциональности. Ещё одно преимущество IBM заключается в том, что их вариант построения искусственных нейронов базируется на хорошо изученных и задействованных в различных областях материалов. А сами материалы предоставляют возможность их уменьшения до нанометрового уровня, опять же, без ущерба их свойствам.