Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Zbliża się epoka inżynierii neuromorficznej? Powstało urządzenie działające jak neuron

Rekomendowane odpowiedzi

Jedną z przyczyn, dla której nie udało się dotychczas stworzyć maszyny o możliwościach obliczeniowych mózgu jest brak urządzenia, które działałoby jak neuron. Jednak dzień powstania sztucznego mózgu właśnie znacznie się przybliżył. Troje naukowców poinformowało na łamach Nature o stworzeniu pojedynczego urządzenia zachowującego się jak neuron.

W reakcji na przyłożenie prądu stałego urządzenie reaguje podobnie jak neuron: pojawiają się w nim serie wyładowań, samopodtrzymujące się oscylacje i inne procesy, które możemy obserwować w mózgu. Urządzenie łączy w sobie funkcje opornika, kondensatora i memrystora Motta. Memrystory to urządzenia, które przechowują dane w postaci pamięci o oporze.

Memrystory Motta mają dodatkową możliwość zapamiętania zmian w oporności powodowanych temperaturą. Dzieje się tak, gdyż materiały, z których zbudowany jest memrystor Motta są izolatorami lub przewodnikami w zależności od temperatury.

Do zmian takich dochodzi z nanoskalowej warstwie ditlenku niobu. Po przyłożeniu napięcia NbO2 rozgrzewa się, zmieniając właściwości z izolujący w przewodzące. Po takiej zmianie prąd może przepłynąć przez urządzenia. Następnie urządzenie się chłodzi, a ditlenek niobu staje się ponownie izolatorem. W efekcie takich działań pojawia się wyładowanie podobne do tego, obserwowanego w neuronach. Przez pięć lat nad tym pracowaliśmy. W małym nanoskalowym kawałku materiału dzieje się bardzo wiele, mówi jeden z autorów badań, R. Stanley Williams z Texas A&M University.

Drugi z autorów badań, Suhas Kumar z Hewlett Packard Laboratories, przypomina, że wynalazca memrystora, Leon Chua, przewidywał, iż w urządzeniu tym pomiędzy dwoma stabilnymi regionami znajduje się region chaotycznych zjawisk. Na krawędzi takiego regionu urządzenie może zaś wykazywać zachowania podobne do zachowań neuronów.

Uzyskanie odpowiednich zjawisk nie jest jednak łatwe. Williams chwali Kumara za wysiłek, jaki włożył w to, by precyzyjnie dobrać parametry pracy urządzenia. Tego się nie odkrywa przypadkiem. Wszystkie parametry muszą być perfekcyjnie dobrane zanim zauważysz zjawiska, których poszukujesz. Gdy już jednak uda się tego dokonać okazuje się, że całość pracuje bardzo stabilnie i łatwo jest to powielać, stwierdza uczony.

Naukowcy przetestowali swoje urządzenie budując z nich bramki logiczne NAND i NOR oraz niewielki analogowy obwód optymizujący pracę całości. Naukowcy przyznają, że potrzeba jeszcze wiele pracy, by całość zmienić w praktyczne urządzenie i skalować je tak, by mogły z nich powstać systemy zdolne do rzucenia wyzwania współczesnym komputerom. Kumar i Williams mają zamiar poszukać innych materiałów, nadających się do budowy sztucznego neuronu. Przemiany zachodzące w NbO2 mają bowiem miejsce w temperaturze 800 stopni Celsjusza. Można ją osiągnąć w warstwach o grubości liczonej w nanometrach.

Jednak przeskalowanie całości na miliony takich neuronów i uzyskanie podobniej wydajności może być problemem. Stąd m.in. potrzeba znalezienia innego materiału.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Krótka ekspozycja na dźwięk obcego języka w życiu płodowym wystarczy, by doszło do zmiany struktury mózgu u dziecka. Zespół neuropsychologów z Uniwersytetu w Montrealu dowodzi na łamach Communications Biology, że jeśli dziecko w łonie matki przez kilka tygodni słyszy obcy język, to natychmiast po urodzeniu język ten jest przetwarzany w jego mózgu tak samo, jak język matki. Tymczasem zupełnie nowy język przetwarzany jest w inny sposób.
      Uczeni zaangażowali do badań 60 kobiet, których językiem był francuski i których ciąże przebiegały prawidłowo. Każda z nich otrzymała odtwarzacz MP3 z dwujęzycznym nagraniem krótkiej historii. Jedno nagranie było po francusku, drugie po niemiecku lub hebrajsku. Naukowcy wybrali te właśnie języki, gdyż są one akustycznie i fonologicznie różne od francuskiego, a historię mogła przeczytać ta sama osoba, by uniknąć ewentualnego wpływu zmiany głosu czytającego. Mieliśmy szczęście, że znaleźliśmy osobę trójjęzyczną, mówi jedna z głównych autorek badań, Andréanne René.
      Kobiety poinstruowano, by od 35. tygodnia ciąży kładły słuchawki na brzuchu i w cichym pomieszczeniu odtwarzały dzieciom nagrania. Każde z nich słyszało nagraną historię średnio 25 razy.
      Gdy dzieci się urodziły i miały pomiędzy 10 a 78 godzin, naukowcy odtwarzali im ponownie to nagranie. Tym razem we wszystkich trzech językach: po francusku, w języku, który słyszeli w łonie matki oraz w języku, z którym się wcześniej nie zetknęły. W czasie odtwarzania nagrań aktywność mózgów dzieci była badania za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS).
      Badania wykazały, że jeśli dziecko słyszało język francuski, aktywowany był lewy płat skroniowy i inne obszary lewej półkuli mózgu. Tak samo dzieje się u dorosłych. Gdy dzieci słyszały język obcy, z którym się zetknęły wcześniej, dochodziło do takiego samego wzorca aktywacji. Gdy jednak wystawiono je na kontakt z wcześniej niesłyszanym językiem, schemat aktywacji mózgu był inny, bez wyraźnej dominacji żadnej z półkul. Okazuje się zatem, że wystarczy, by rozwijające się w łonie matki dziecko przez kilka minut dziennie w ciągu kilku tygodni słyszało obcy język, by doszło do zmian w strukturze jego mózgu.
      Z jednej strony pokazuje to, jak plastyczny jest ludzki mózg i jak wiele potrafi się uczyć, czy dostosowywać do nowych warunków. Z drugiej jednak strony, to dowód na jego wrażliwość. Jeśli bowiem pozytywne bodźce są w stanie go tak zmieniać, możemy przypuszczać, że do tak łatwych zmian dochodzi również pod wpływem bodźców negatywnych.
      W tej chwili badacze nie wiedzą, czy zaobserwowane zjawisko utrzyma się przez dłuższy czas. Mają zamiar śledzić losy dzieci i co jakiś czas je badać. Uczeni mają też nadzieję, że w dalszej perspektywie ich odkrycie będzie miało znaczenie kliniczne. Być może w przyszłości uda się wykorzystać tę cechę do wczesnego leczenia dzieci z zaburzeniami rozwojowymi.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Krótka ekspozycja na dźwięk obcego języka w życiu płodowym wystarczy, by doszło do zmiany struktury mózgu u dziecka. Zespół neuropsychologów z Uniwersytetu w Montrealu dowodzi na łamach Communications Biology, że jeśli dziecko w łonie matki przez kilka tygodni słyszy obcy język, to natychmiast po urodzeniu język ten jest przetwarzany w jego mózgu tak samo, jak język matki. Tymczasem zupełnie nowy język przetwarzany jest w inny sposób.
      Uczeni zaangażowali do badań 60 kobiet, których językiem był francuski i których ciąże przebiegały prawidłowo. Każda z nich otrzymała odtwarzacz MP3 z dwujęzycznym nagraniem krótkiej historii. Jedno nagranie było po francusku, drugie po niemiecku lub hebrajsku. Naukowcy wybrali te właśnie języki, gdyż są one akustycznie i fonologicznie różne od francuskiego, a historię mogła przeczytać ta sama osoba, by uniknąć ewentualnego wpływu zmiany głosu czytającego. Mieliśmy szczęście, że znaleźliśmy osobę trójjęzyczną, mówi jedna z głównych autorek badań, Andréanne René.
      Kobiety poinstruowano, by od 35. tygodnia ciąży kładły słuchawki na brzuchu i w cichym pomieszczeniu odtwarzały dzieciom nagrania. Każde z nich słyszało nagraną historię średnio 25 razy.
      Gdy dzieci się urodziły i miały pomiędzy 10 a 78 godzin, naukowcy odtwarzali im ponownie to nagranie. Tym razem we wszystkich trzech językach: po francusku, w języku, który słyszeli w łonie matki oraz w języku, z którym się wcześniej nie zetknęły. W czasie odtwarzania nagrań aktywność mózgów dzieci była badania za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS).
      Badania wykazały, że jeśli dziecko słyszało język francuski, aktywowany był lewy płat skroniowy i inne obszary lewej półkuli mózgu. Tak samo dzieje się u dorosłych. Gdy dzieci słyszały język obcy, z którym się zetknęły wcześniej, dochodziło do takiego samego wzorca aktywacji. Gdy jednak wystawiono je na kontakt z wcześniej niesłyszanym językiem, schemat aktywacji mózgu był inny, bez wyraźnej dominacji żadnej z półkul. Okazuje się zatem, że wystarczy, by rozwijające się w łonie matki dziecko przez kilka minut dziennie w ciągu kilku tygodni słyszało obcy język, by doszło do zmian w strukturze jego mózgu.
      Z jednej strony pokazuje to, jak plastyczny jest ludzki mózg i jak wiele potrafi się uczyć, czy dostosowywać do nowych warunków. Z drugiej jednak strony, to dowód na jego wrażliwość. Jeśli bowiem pozytywne bodźce są w stanie go tak zmieniać, możemy przypuszczać, że do tak łatwych zmian dochodzi również pod wpływem bodźców negatywnych.
      W tej chwili badacze nie wiedzą, czy zaobserwowane zjawisko utrzyma się przez dłuższy czas. Mają zamiar śledzić losy dzieci i co jakiś czas je badać. Uczeni mają też nadzieję, że w dalszej perspektywie ich odkrycie będzie miało znaczenie kliniczne. Być może w przyszłości uda się wykorzystać tę cechę do wczesnego leczenia dzieci z zaburzeniami rozwojowymi.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Krótka ekspozycja na dźwięk obcego języka w życiu płodowym wystarczy, by doszło do zmiany struktury mózgu u dziecka. Zespół neuropsychologów z Uniwersytetu w Montrealu dowodzi na łamach Communications Biology, że jeśli dziecko w łonie matki przez kilka tygodni słyszy obcy język, to natychmiast po urodzeniu język ten jest przetwarzany w jego mózgu tak samo, jak język matki. Tymczasem zupełnie nowy język, przetwarzany jest w inny sposób.
      Uczeni zaangażowali do badań 60 kobiet, których językiem był francuski i których ciąże przebiegały prawidłowo. Każda z nich otrzymała odtwarzacz MP3 z dwujęzycznym nagraniem krótkiej historii. Jedno nagranie było po francusku, drugie po niemiecku lub hebrajsku. Naukowcy wybrali te właśnie języki, gdyż są one akustycznie i fonologicznie różne od francuskiego, a historię mogła przeczytać ta sama osoba, by uniknąć ewentualnego wpływu zmiany głosu czytającego. Mieliśmy szczęście, że znaleźliśmy osobę trójjęzyczną, mówi jedna z głównych autorek badań, Andréanne René.
      Kobiety poinstruowano, by od 35. tygodnia ciąży kładły słuchawki na brzuchu i w cichym pomieszczeniu odtwarzały dzieciom nagrania. Każde z nich słyszało nagraną historię średnio 25 razy.
      Gdy dzieci się urodziły i miały pomiędzy 10 a 78 godzin, naukowcy odtwarzali im ponownie to nagranie. Tym razem we wszystkich trzech językach: po francusku, w języku, który słyszeli w łonie matki oraz w języku, z którym się wcześniej nie zetknęły. W czasie odtwarzania nagrań aktywność mózgów dzieci była badania za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS).
      Badania wykazały, że jeśli dziecko słyszało język francuski, aktywowany był lewy płat skroniowy i inne obszary lewej półkuli mózgu. Tak samo dzieje się u dorosłych. Gdy dzieci słyszały język obcy, z którym się zetknęły wcześniej, dochodziło do takiego samego wzorca aktywacji. Gdy jednak wystawiono je na kontakt z wcześniej niesłyszanym językiem, schemat aktywacji mózgu był inny, bez wyraźnej dominacji żadnej z półkul. Okazuje się zatem, że wystarczy, by rozwijające się w łonie matki dziecko przez kilka minut dziennie w ciągu kilku tygodni słyszało obcy język, by doszło do zmian w strukturze jego mózgu.
      Z jednej strony pokazuje to, jak plastyczny jest ludzki mózg i jak wiele potrafi się uczyć, czy dostosowywać do nowych warunków. Z drugiej jednak strony, to dowód na jego wrażliwość. Jeśli bowiem pozytywne bodźce są w stanie go tak zmieniać, możemy przypuszczać, że do tak łatwych zmian dochodzi również pod wpływem bodźców negatywnych.
      W tej chwili badacze nie wiedzą, czy zaobserwowane zjawisko utrzyma się przez dłuższy czas. Mają zamiar śledzić losy dzieci i co jakiś czas je badać. Uczeni mają też nadzieję, że w dalszej perspektywie ich odkrycie będzie miało znaczenie kliniczne. Być może w przyszłości uda się wykorzystać tę cechę do wczesnego leczenia dzieci z zaburzeniami rozwojowymi.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Krótka ekspozycja na dźwięk obcego języka w życiu płodowym wystarczy, by doszło do zmiany struktury mózgu u dziecka. Zespół neuropsychologów z Uniwersytetu w Montrealu dowodzi na łamach Communications Biology, że jeśli dziecko w łonie matki przez kilka tygodni słyszy obcy język, to natychmiast po urodzeniu język ten jest przetwarzany w jego mózgu tak samo, jak język matki. Tymczasem zupełnie nowy język, przetwarzany jest w inny sposób.
      Uczeni zaangażowali do badań 60 kobiet, których językiem był francuski i których ciąże przebiegały prawidłowo. Każda z nich otrzymała odtwarzacz MP3 z dwujęzycznym nagraniem krótkiej historii. Jedno nagranie było po francusku, drugie po niemiecku lub hebrajsku. Naukowcy wybrali te właśnie języki, gdyż są one akustycznie i fonologicznie różne od francuskiego, a historię mogła przeczytać ta sama osoba, by uniknąć ewentualnego wpływu zmiany głosu czytającego. Mieliśmy szczęście, że znaleźliśmy osobę trójjęzyczną, mówi jedna z głównych autorek badań, Andréanne René.
      Kobiety poinstruowano, by od 35. tygodnia ciąży kładły słuchawki na brzuchu i w cichym pomieszczeniu odtwarzały dzieciom nagrania. Każde z nich słyszało nagraną historię średnio 25 razy.
      Gdy dzieci się urodziły i miały pomiędzy 10 a 78 godzin, naukowcy odtwarzali im ponownie to nagranie. Tym razem we wszystkich trzech językach: po francusku, w języku, który słyszeli w łonie matki oraz w języku, z którym się wcześniej nie zetknęły. W czasie odtwarzania nagrań aktywność mózgów dzieci była badania za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS).
      Badania wykazały, że jeśli dziecko słyszało język francuski, aktywowany był lewy płat skroniowy i inne obszary lewej półkuli mózgu. Tak samo dzieje się u dorosłych. Gdy dzieci słyszały język obcy, z którym się zetknęły wcześniej, dochodziło do takiego samego wzorca aktywacji. Gdy jednak wystawiono je na kontakt z wcześniej niesłyszanym językiem, schemat aktywacji mózgu był inny, bez wyraźnej dominacji żadnej z półkul. Okazuje się zatem, że wystarczy, by rozwijające się w łonie matki dziecko przez kilka minut dziennie w ciągu kilku tygodni słyszało obcy język, by doszło do zmian w strukturze jego mózgu.
      Z jednej strony pokazuje to, jak plastyczny jest ludzki mózg i jak wiele potrafi się uczyć, czy dostosowywać do nowych warunków. Z drugiej jednak strony, to dowód na jego wrażliwość. Jeśli bowiem pozytywne bodźce są w stanie go tak zmieniać, możemy przypuszczać, że do tak łatwych zmian dochodzi również pod wpływem bodźców negatywnych.
      W tej chwili badacze nie wiedzą, czy zaobserwowane zjawisko utrzyma się przez dłuższy czas. Mają zamiar śledzić losy dzieci i co jakiś czas je badać. Uczeni mają też nadzieję, że w dalszej perspektywie ich odkrycie będzie miało znaczenie kliniczne. Być może w przyszłości uda się wykorzystać tę cechę do wczesnego leczenia dzieci z zaburzeniami rozwojowymi.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Krótka ekspozycja na dźwięk obcego języka w życiu płodowym wystarczy, by doszło do zmiany struktury mózgu u dziecka. Zespół neuropsychologów z Uniwersytetu w Montrealu dowodzi na łamach Communications Biology, że jeśli dziecko w łonie matki przez kilka tygodni słyszy obcy język, to natychmiast po urodzeniu język ten jest przetwarzany w jego mózgu tak samo, jak język matki. Tymczasem zupełnie nowy język, przetwarzany jest w inny sposób.
      Uczeni zaangażowali do badań 60 kobiet, których językiem był francuski i których ciąże przebiegały prawidłowo. Każda z nich otrzymała odtwarzacz MP3 z dwujęzycznym nagraniem krótkiej historii. Jedno nagranie było po francusku, drugie po niemiecku lub hebrajsku. Naukowcy wybrali te właśnie języki, gdyż są one akustycznie i fonologicznie różne od francuskiego, a historię mogła przeczytać ta sama osoba, by uniknąć ewentualnego wpływu zmiany głosu czytającego. Mieliśmy szczęście, że znaleźliśmy osobę trójjęzyczną, mówi jedna z głównych autorek badań, Andréanne René.
      Kobiety poinstruowano, by od 35. tygodnia ciąży kładły słuchawki na brzuchu i w cichym pomieszczeniu odtwarzały dzieciom nagrania. Każde z nich słyszało nagraną historię średnio 25 razy.
      Gdy dzieci się urodziły i miały pomiędzy 10 a 78 godzin, naukowcy odtwarzali im ponownie to nagranie. Tym razem we wszystkich trzech językach: po francusku, w języku, który słyszeli w łonie matki oraz w języku, z którym się wcześniej nie zetknęły. W czasie odtwarzania nagrań aktywność mózgów dzieci była badania za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS).
      Badania wykazały, że jeśli dziecko słyszało język francuski, aktywowany był lewy płat skroniowy i inne obszary lewej półkuli mózgu. Tak samo dzieje się u dorosłych. Gdy dzieci słyszały język obcy, z którym się zetknęły wcześniej, dochodziło do takiego samego wzorca aktywacji. Gdy jednak wystawiono je na kontakt z wcześniej niesłyszanym językiem, schemat aktywacji mózgu był inny, bez wyraźnej dominacji żadnej z półkul. Okazuje się zatem, że wystarczy, by rozwijające się w łonie matki dziecko przez kilka minut dziennie w ciągu kilku tygodni słyszało obcy język, by doszło do zmian w strukturze jego mózgu.
      Z jednej strony pokazuje to, jak plastyczny jest ludzki mózg i jak wiele potrafi się uczyć, czy dostosowywać do nowych warunków. Z drugiej jednak strony, to dowód na jego wrażliwość. Jeśli bowiem pozytywne bodźce są w stanie go tak zmieniać, możemy przypuszczać, że do tak łatwych zmian dochodzi również pod wpływem bodźców negatywnych.
      W tej chwili badacze nie wiedzą, czy zaobserwowane zjawisko utrzyma się przez dłuższy czas. Mają zamiar śledzić losy dzieci i co jakiś czas je badać. Uczeni mają też nadzieję, że w dalszej perspektywie ich odkrycie będzie miało znaczenie kliniczne. Być może w przyszłości uda się wykorzystać tę cechę do wczesnego leczenia dzieci z zaburzeniami rozwojowymi.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...