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'आर्टिफिशियल ब्रेन' के लिए शोधकर्ताओं ने मिसिंग पीस को अनलॉक किया


एनआईएसटी से चित्रण यह दिखा रहा है कि यह नया सिंटैप कैसे मस्तिष्क प्रोसेसर कनेक्ट कर सकता है

नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी की ओर से आने वाले नए शोध से कंप्यूटर को कृत्रिम दिमाग की तरह काम करने के कई कदम मिल सकते हैं। NIST टीम ने एक सुपरकंडक्टिंग स्विच (एक "सिंकैप") विकसित किया, जो अपने जैविक समकक्ष की तरह 'सीखता है'। यह स्विच अंततः प्रोसेसर को कनेक्ट कर सकता है और कंप्यूटर सिस्टम के भीतर यादों को स्टोर कर सकता है कि मानव मस्तिष्क कैसे जानकारी संग्रहीत करता है।

मस्तिष्क की तरह विकसित कंप्यूटर लगभग सौ वर्षों के लिए विज्ञान कथा का एक प्रधान रहा है, लेकिन 1980 के दशक के अंत में न्यूरोमॉर्फिक इंजीनियरिंग एक वास्तविकता बन गई। यह काफी हद तक स्मार्टफोन, कंप्यूटर और रोबोटिक्स जैसे उपकरणों के लिए डिजिटल दिमाग के भविष्य के रूप में देखा गया है। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस प्रोग्रामिंग के साथ युग्मित, न्यूरोमॉर्फिक चिप्स काफी कम बिजली और अधिक कुशल प्रणालियों में तेजी से कंप्यूटिंग की कुंजी हो सकते हैं।

NIST भौतिक विज्ञानी माइक श्नाइडर ने एक बयान में कहा, "NIST सिनैप्स में मानव सिनैप्स की तुलना में कम ऊर्जा की जरूरत होती है, और हम किसी भी अन्य कृत्रिम synapse के बारे में नहीं जानते हैं जो कम ऊर्जा का उपयोग करता है।"

NIST सिनैप्स आने वाली इलेक्ट्रिकल स्पाइक्स और आउटपुट होने वाले सिग्नल के बीच एक कनेक्टिंग स्विच है। यह उसी तरह से काम करता है जिस तरह से एक मानव अन्तर्ग्रथन दो मस्तिष्क कोशिकाओं के बीच जल्दी से स्विच करता है। NIST निर्माण में एक लचीली आंतरिक डिज़ाइन होती है जिसे इसके अनुभव या वातावरण के आधार पर बदला जा सकता है। अधिक बिजली के स्पाइक्स जो प्रोसेसर के बीच आग लगाते हैं, सिंकैप्स द्वारा किए गए कनेक्शन को मजबूत करते हैं, शोधकर्ताओं ने समझाया। और अपने असली समकक्षों की तरह, कृत्रिम synapses दोनों नए सर्किट बनाते समय पुराने सर्किट बनाए रखते हैं।

हालांकि, एक मानव अन्तर्ग्रथन के विपरीत, कृत्रिम एक मानव मस्तिष्क की तुलना में काफी तेज चलता है। एक मस्तिष्क कोशिका प्रति सेकंड 50 बार फायर करती है। NIST सिंकैप प्रति व्यक्ति 1 अरब बार प्रति सेकंड और मानव मस्तिष्क द्वारा आवश्यक ऊर्जा के दसवें हिस्से पर फायर करता है। शोधकर्ताओं ने 1 एटोजोल से कम की आवश्यक ऊर्जा को मापा। पृष्ठभूमि ऊर्जा के रूप में कमरे के तापमान पर स्वाभाविक रूप से जो पाया जाता है, उससे कम ऊर्जा है।

आदर्श रूप से, ये नए सिनैप्स न्यूरोइमॉर्फिक कंप्यूटरों में पाए जाएंगे जो अतिचालक सामग्री पर निर्भर करते हैं। यह पूरे सिस्टम को अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स की तुलना में अधिक कुशल बना देगा जो सुपरकंडक्टर्स पर भरोसा करते हैं। इसके अलावा, जैसा कि शोधकर्ता बताते हैं, सुपरकंडक्टिव डिवाइस पहले से ही मानव मस्तिष्क की कोशिकाओं को प्रतिबिंबित करते हैं कि वे संकेतों को कैसे प्रसारित करते हैं। लेकिन इन नए synapses के लिए धन्यवाद, कृत्रिम दिमाग के लिए तेह लापता टुकड़ा अब गायब नहीं है।

Synapse भी NIST टीम से परिचित तकनीक का उपयोग करता है जिसे जोसेफसन जंक्शन कहा जाता है। ये जंक्शन एक भरने के रूप में एक इन्सुलेटर के साथ सुपरकंडक्टिंग मैटिरियल को सैंडविच करते हैं। जैसा कि श्नाइडर ने कहा, इन जंक्शनों में 20,000 मैंगनीज और सिलिकॉन नैनोकल प्रति वर्ग माइक्रोमीटर शामिल हैं। उन्होंने शोधकर्ताओं को उनकी जरूरत का नियंत्रण दिया।

"उन्होंने जोसेफसन जंक्शनों को अनुकूलित किया है," उन्होंने कहा। "हम एक ही दिशा में इंगित करने वाले नैनोकल की संख्या को नियंत्रित कर सकते हैं, जो जंक्शन के सुपरकंडक्टिंग गुणों को प्रभावित करता है।"

अंतत: ये सिनेप्स प्रोसेसिंग डाटा को एक साथ एक वास्तविकता बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। कम ऊर्जा लागत पर तेजी से कंप्यूटिंग की बढ़ती आवश्यकता को देखते हुए न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटर वास्तविकता की नई लहर हो सकते हैं।

NIST से पूरा पेपर हाल के संस्करण में पाया जा सकता है वैज्ञानिक प्रगति.


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