Модель ИИ, основанная на принципах человеческого зрения, может сделать компьютеры, подобными мозгу

Международная команда ученых разработала концепцию вычислений, основанную на принципах человеческого зрения. Модель может сделать будущий искусственный интеллект намного более компактным и эффективным. Новые нейроморфные процессоры приближают компьютеры к возможностям человеческого мозга Глаз робота. https://ru.freepik.com/premium-photo/robot-s-eye-fills-the-frame-generative-ai_47600521.htm Ученые считают, что в будущем машины должны не только быстро и точно следовать алгоритмам, но и функционировать разумно, другими словами стать подобными человеческому мозгу.

Органы чувств человека преобразуют входную информацию — свет или запах — в сигнал, который мозг обрабатывает. Сигнал передается через множество нейронов, соединенных еще большим количеством синапсов. Способность мозга к обучению, а именно к преобразованию синапсов, в сочетании с огромным количеством нейронов позволяет человеку обрабатывать очень сложные внешние сигналы и быстро формировать на них ответную реакцию.

Исследователи пытаются имитировать принцип передачи информации и обучения сигналов с помощью сложных нейроморфных компьютерных систем. Эти системы подобны нейробиологическим структурам нервной системы человека. Однако современные технологии еще бесконечно далеки от достижения сопоставимой плотности и эффективности информации.

Резервуарные вычисления

Общая схема работы нового нейроморфного процессора Общая схема работы нового нейроморфного процессораhttps://www.nature.com/articles/s41467-023-43891-y/figures/1

Одним из подходов, предназначенных для улучшения нейроморфных систем, является среда резервуарных вычислений. Здесь входные сигналы отображаются в многомерное пространство, известное как резервуар. Резервуар не обучается, но ускоряет распознавание с помощью упрощенной искусственной нейронной сети. Это приводит к значительному сокращению вычислительных ресурсов и времени обучения.

Типичным примером естественных резервуарных вычислений является человеческое зрение: в глазу визуальная информация предварительно обрабатывается сотнями миллионов фоторецепторов сетчатки и преобразуется в электрические сигналы, которые передаются зрительным нервом в мозг. Этот процесс значительно уменьшает объем данных, обрабатываемых зрительной корой головного мозга.

Современные компьютерные системы могут имитировать функции резервуара при работе с оцифрованными сигналами. Однако фундаментальный прорыв будет достигнут, когда резервуарные вычисления будут обрабатывать аналоговые сигналы естественной физической системы, как это происходит в человеческом зрении.

Фононы и магноны

Фононы. Это своего рода стоячие волны различной частоты, которые можно рассматривать как частицы Фононы. Это своего рода стоячие волны различной частоты, которые можно рассматривать как частицыDALLE-3

Международная команда исследователей разработала новую концепцию, которая значительно приближает такие прорывы.

Концепция предполагает резервуар на основе акустических волн (фононов) и спиновых волн (магнонов), смешанных на чипе размером 25x100x1 кубический микрон. Чип состоит из многомодового акустического волновода, по которому может передаваться множество различных акустических волн и покрыт узорчатой магнитной пленкой толщиной 0,1 микрона.

Информация поступает на чип в виде последовательности ультракоротких лазерных импульсов. Перед распознаванием она преобразуется в распространяющийся фонон-магнонный волновой пакет. Короткая длина волн позволяет добиться высокой плотности информации и уверенно распознавать визуальные формы, нарисованные лазером, на удивительно небольшой площади — менее одного фотопикселя.

Профессор Университета Лафборо, соавтор работы Сергей Савельев подчеркивает схожесть работы нейропроцессора с функциональностью человеческого мозга: «Функциональность разработанного резервуара основана на интерференции и смешении оптически генерируемых волн, что очень похоже на недавно созданный резервуар, описывающий механизм обработки информации в биологической коре головного мозга».

Соавтор работы доктор Алексей Щербаков, возглавлявший проект в Техническом университете Дортмунда, говорит: «Наша концепция очень перспективна, поскольку она основана на преобразовании входного сигнала в высокочастотные акустические волны, как это происходит в современных устройствах беспроводной связи. Кто знает, возможно, через пару лет ваш мобильный телефон поможет вам принимать не только визуальные сигналы, но и очень человечные решения»

Источник
Комментарии 0
Оцените статью
WARHEAD.SU
Добавить комментарий