Forskere bygger kunstig synaps, der er i stand til autonom læring

Forskere fra Frankrig og University of Arkansas har skabt en kunstig synaps, der er i stand til autonom læring, en komponent i kunstig intelligens. Opdagelsen åbner døren for at bygge store netværk, der fungerer på måder, der ligner den menneskelige hjerne.

Resultaterne blev offentliggjort 3. april i tidsskriftet Naturkommunikation .

"Folk er interesserede i at opbygge kunstige hjernenetværk i fremtiden, "sagde Bin Xu, en forskningsassistent ved University of Arkansas Department of Physics. "Denne forskning er et grundlæggende fremskridt."

Hjernen lærer, når synapser opretter forbindelse mellem neuroner. Forbindelserne varierer i styrke, med en stærk forbindelse, der korrelerer til en stærk hukommelse og forbedret læring. Det er et begreb kaldet synaptisk plasticitet, og forskere ser det som en model til at fremme maskinlæring.

Et team af franske forskere designet og byggede en kunstig synapse, kaldet en memristor, lavet af et ultratyndt ferroelektrisk tunnelkryds, der kan indstilles til ledningsevne ved spændingspulser. Materialet er klemt mellem elektroder, og variabiliteten i dens ledningsevne afgør, om der opstår en stærk eller svag forbindelse mellem elektroderne.

Xu og Laurent Bellaiche, fremtrædende professor i U af en fysikafdeling, hjulpet ved at give en mikroskopisk indsigt i, hvordan enheden fungerer, som vil sætte fremtidige forskere i stand til at skabe større, mere magtfuld, selvlærende netværk.

Memristors er ikke nye, men indtil nu er deres arbejdsprincipper ikke blevet godt forstået. Undersøgelsen gav en klar forklaring på den fysiske mekanisme, der ligger til grund for den kunstige synapse. Forskerne ved University of Arkansas gennemførte computersimuleringer, der tydeliggjorde skiftemekanismen i de ferroelektriske tunnelforbindelser, sikkerhedskopiering af målinger foretaget af de franske forskere.