Исследователи Национального центра научных исследований (Франция), промышленной группы Thales и Университета Бордо создали искусственные синапсы, способные к автономному обучению, и разработали устройство для создания цепей нейронов. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Одна из целей биомиметики — брать пример с функционирования мозга, чтобы конструировать все более умные машины. Этот принцип уже применяется в информационных технологиях, например, при распознавании изображений. Однако, эта процедура потребляет много энергии.
Винсен Гарсия и его коллеги сделали первый шаг в создании на микрочипе искусственных синапсов, способных обучаться, а также подготовили физическую модель для объяснения обучающего потенциала. Их открытие дает возможность создать синапсы, а значит — интеллектуальные системы, расходующие меньше времени и энергии.
Процесс обучения человека связан с синапсами, которые служат связью между нейронами. Чем больше синапс стимулируется, тем более надежные создаются связи и тем успешнее идет обучение. Исследователи взяли этот механизм за образец при создании мемристора, электронного нанокомпонента, состоящего из тонкого ферроэлектрического слоя, зажатого между двумя электродами. Его сопротивление можно настраивать при помощи разрядов тока, наподобие нейронов. Если сопротивление низкое, синаптическая связь будет сильной, и наоборот. Эта способность адаптироваться позволяет синапсам учиться.
Хотя исследование искусственных синапсов ведется во многих лабораториях мира, французские ученые впервые смогли разработать физическую модель, способную предсказывать поведение синапсов. Понимание этого процесса позволит создать более сложную систему, например, цепочку искусственных нейронов, связанных мемристорами.
Над проблемой искусственных синапсов работают также голландские ученые Технического университета Эйндховена. Они сообщили о создании нового устройства, похожего на упрощенный синапс, но действующего быстрее обычных мемристоров.