شفقنا – مهندسان دانشگاه نورثوسترن با ساخت نورونهای مصنوعی چاپی و انعطافپذیر که سیگنالهای الکتریکی شبیه نورونهای زنده تولید میکنند، توانستند با سلولهای واقعی مغز (آزمایششده روی بافت موش) ارتباط برقرار کرده و آنها را فعال کنند.
به گزارش سرویس ترجمه شفقنا، این دستاورد میتواند گامی بزرگ به سوی رابطهای مغز-ماشین، پروتزهای عصبی و مهمتر از همه، سختافزار فوقکارآمد هوش مصنوعی باشد که در آن هر نورون مصنوعی پیچیدهتر از ترانزیستورهای ساده عمل میکند.
این دستگاههای انعطافپذیر و کمهزینه سیگنالهای الکتریکی شبیه به زندگی تولید میکنند که قادر به فعالکردن سلولهای زنده مغز هستند.
مارک سی. هرسام، استاد دانشگاه نورثوسترن و رهبر این مطالعه، گفت: جهانی که امروز در آن زندگی میکنیم تحت سلطه هوش مصنوعی است. راهی که هوش مصنوعی را باهوشتر میکند، آموزش آن با دادههای بیشتر و بیشتر است. این آموزش دادهمحور منجر به مشکل عظیم مصرف انرژی میشود. بنابراین، ما باید سختافزار کارآمدتری برای مدیریت دادههای بزرگ و هوش مصنوعی ارائه دهیم. از آنجا که مغز ۵۰ هزار تا ۱۰۰ هزار برابر کارآمدتر از یک کامپیوتر دیجیتال است، الهام گرفتن از مغز برای محاسبات نسل بعد منطقی به نظر میرسد.
کامپیوترهای مدرن با بستهبندی میلیاردها ترانزیستور یکسان روی تراشههای دوبعدی حجم کار فزاینده را مدیریت میکنند. هر جزء به یک شکل رفتار میکند و پس از تولید، سیستم ثابت باقی میماند. اما مغز بسیار متفاوت کار میکند. از انواع مختلفی از نورونها تشکیل شده است که هر کدام نقش تخصصی دارند و در شبکههای نرم و سهبعدی چیده شدهاند. این شبکهها دائماً در حال تغییر هستند و با یادگیری، اتصالات جدیدی شکل میدهند.
تیم هرسام برای شبیهسازی بهتر فعالیت عصبی واقعی، نورونهای مصنوعی را با استفاده از مواد نرم و قابل چاپی ساختند که بیشتر با ساختار مغز مطابقت دارند. روش آنها متکی بر جوهرهای الکترونیکی ساخته شده از تکههای نانومقیاس دیسولفید مولیبدن (نیمهرسانا) و گرافن (رسانای الکتریکی) است. این مواد با استفاده از چاپگر بر روی سطوح پلیمری انعطافپذیر رسوب داده شدند.
برای ارزیابی اینکه آیا نورونهای مصنوعی واقعاً میتوانند با سیستمهای زنده تعامل داشته باشند، تیم هرسام سیگنالهای مصنوعی را روی برشهایی از مخچه موش اعمال کردند. نتایج نشان داد که سیگنالهای الکتریکی با ویژگیهای بیولوژیکی کلیدی از جمله زمانبندی و مدت زمان آنها مطابقت داشت. این سیگنالها به طور قابل اعتمادی نورونهای واقعی را فعال کردند.
فراتر از عملکرد، رویکرد جدید مزایای زیستمحیطی و عملی نیز ارائه میدهد. فرایند ساخت ساده و کمهزینه است و روش چاپ افزایشی، مواد را فقط در جایی که نیاز است قرار میدهد و ضایعات را کاهش میدهد.
هرسام گفت: برای تأمین نیازهای انرژی هوش مصنوعی، شرکتهای فناوری در حال ساخت مراکز داده گیگاواتی هستند که با نیروگاههای هستهای اختصاصی کار میکنند. همچنین، مراکز داده با آب خنک میشوند، بنابراین هوش مصنوعی فشار شدیدی بر منابع آب وارد میکند. از هر جهتی که نگاه کنیم، باید سختافزار کارآمدتری برای هوش مصنوعی ارائه دهیم.
این خبر را اینجا ببینید.