Katze-Gehirn inspiriert Computer der Zukunft

Elektronische Geräte, die wie die Gehirnzellen in einer Katze zu imitieren könnte
Computer, eines Tages lernen und erkennen, wie weitere Informationen zu ermöglichen
Menschen tun.

Diese Gehirn-ähnliche Geräte erreichen mehr komplexe Entscheidungen und
Aufgaben Sie mehrere gleichzeitig als herkömmliche Computer sind
in der Lage, Forscher hinzugefügt.

"Wir bauen einen Computer in der gleichen Weise, die Natur ein Gehirn baut"
sagte der Forscher Wei Lu, ein Computer-Ingenieur an der Universität
Michigan.

Mikrochips setzen in der Regel auf Transistoren, die im wesentlichen
Schalter, die auf flick oder ausschalten, um Daten wie die Binärziffern darstellen können
oder Bits 0 und 1.

Die Geräte, die Forscher an der University of Michigan
entwickeln stattdessen beschäftigen "Memristoren." Diese Schaltung Elemente, im Gegensatz zu
andere tragen Erinnerungen an ihre Vergangenheit: Wenn Sie deaktivieren Spannung auf die
Gerät, Memristoren erinnern wieviel vorher und wie angewendet wurde
lange.

Das Wesen des Memristors macht sie sehr viel wie Synapsen zu handeln,
die grauen Zellen oder Neuronen, miteinander verbinden. Synapsen dienen als
rekonfigurierbare Switches, die Wege, die Verknüpfung von Tausenden von bilden können
Neuronen, und wie Memristors, sie erinnern sich an diese Wege auf der Grundlage der
Stärke und Timing von elektrischen Signalen sie von erhalten der
Neuronen.

Supercomputer ist eines der weltweit am meisten anspruchsvoll.
-Dawn, am Lawrence Livermore National Laboratory – 1 simulieren
Milliarden Neuronen und 10 Billionen Synapsen, über das Ausmaß einer Katze
Gehirn. Dennoch ist es eine massive Maschine mit mehr als 140.000 zentrale
Verarbeitungseinheiten, die 1 Million Watt Strom und es immer noch braucht
100 bis 1000 mal langsamer als eine Katze Gehirn führt.

In einem herkömmlichen Computer sind die Elemente für Logik und Gedächtnis
befindet sich in verschiedenen Teilen der Schaltung und jedes Element ist nur
eine Handvoll Nachbarn im Stromkreis angeschlossen ist. Als ein Ergebnis
herkömmliche Computer arbeiten in einer linearen Weise, Zeile für Zeile, so dass
Sie sehr gut bei relativ einfachen Aufgaben mit begrenzten
Variablen.

Multitasking

Ein Gehirn, führen auf der anderen Seite viele
Operationen gleichzeitig oder parallel. Dies ermöglicht es uns
ein Gesicht in einem Augenblick zu erkennen würde, aber auch ein Supercomputer weit
länger und verbrauchen viel mehr Energie bei dem Versuch.

Jetzt hat Lu Memristoren verwendeten konventionellen Schaltungen miteinander zu verknüpfen
das Gehirn zu imitieren.

"Die Idee ist, ein völlig anderes Paradigma im Vergleich zu verwenden
herkömmliche Computer,"erklärte er.

Das System Lu und seine Kollegen entwickelt, die zwei verbindet
elektronische Schaltungen mit einem Memristor – zwei Neuronen imitiert und eine
Synapse-ist in der Lage, einen Speicher und Lernprozess mit Esoterik
Name des "Spike timing-abhängigen Plastizität." Dies bezieht sich auf die Fähigkeit
Sie sind der Verbindungen zwischen den Neuronen zu stärker bei
in Relation zueinander angeregt, und wird gedacht, um die Grundlage für
Gedächtnis und lernen im Säugetier-Gehirn.

Insbesondere die Forscher zeigten sie könnte die Dauer variieren und
Abfolge von Spannung, auf die sie ihr System nach und nach steigern angewendet
oder die elektrische Leitfähigkeit beeinträchtigen.

"In unserem Gehirn ändert sich ähnlich in Synapse Leitwert im wesentlichen
zu lange Kurzzeitgedächtnis führen,", sagte Lu.

Die Wissenschaftler streben in Richtung einer elektrischen Gehirn so schlau wie eine Katze –
zum Beispiel eine, die herausfinden können, den kürzesten Weg von der
Haustür auf dem Sofa in einem Haus voller Möbel immer wieder
auch wenn man das Sofa jedes Mal verschoben.

"Ich kann mir vorstellen, dass das Department of Defense bei der Umsetzung interessiert sein könnten
Diese intelligente Computer auf Waffen oder unbemannte Fahrzeuge wie
Drohnen, damit sie Entscheidungen treffen können, ohne
Übertragung von Bildern zurück zum Controller und wartet auf Befehle,"Lu
sagte.

Der nächste Schritt ist, ein größeres System mit Hunderten von künstlichen bauen
Neuronen und Synapsen Memristor, sagte Lu. Das ultimative Ziel wäre
der Raffinesse eines Supercomputers in einer Maschine zu erreichen, die Größe des
zwei-Liter-Flasche Soda.

"Es ist nun möglich, einen Gehirn-wie Computer mit Elektronik zu bauen
Komponenten – nämlich die Transistoren und Memristoren, "Lu sagte TechNewsDaily.

Nicht nur Supercomputer profitieren

Abgesehen von der Entwicklung von Computern, die eher wie Gehirne Verhalten,
Memristoren könnte auch helfen herkömmliche Computer weiterhin mithalten
mit Moore das Gesetz, das besagt, dass computing macht sollte sich verdoppeln jeden
durchschnittlich zwei Jahre.

In Forschung erscheinen im 8. April-Ausgabe der Zeitschrift Nature,
Forscher bei Hewlett-Packard Laboratories zeigten, dass Memristoren könnte
führen Sie Berechnungen, was bedeutet, dass Logikfunktionen stattfinden konnte
Chips, wo Daten gespeichert, statt getrennt entfernt auf, einer
Zentraleinheit, spezialisiert, wie die derzeitige Praxis ist.

Das heißt, vielleicht zukünftigen Anstieg der Rechenleistung nicht kommen
von einem Anstieg in der raw-Prozessor-Geschwindigkeit, sondern "von der Zunahme
Computing Effizienz statt", sagte Lu.

Lu und seine Kollegen werden ihre Ergebnisse in der April-Ausgabe ausführlich.
von der Fachzeitschrift Nano Letters.

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