Разработан самообучающийся чип на основе мемристоров

Совместная исследовательская группа профессора Шинхёна Чхоя и профессора Ёнггю Юна из Школы электротехники разработала сверхмалый вычислительный чип на основе нейроморфных полупроводников нового поколения, который может самостоятельно обучаться и исправлять ошибки. Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.

Особенность этого вычислительного чипа в том, что он может обучаться и исправлять ошибки, возникающие из-за неидеальных характеристик, которые было трудно устранить в существующих нейроморфных устройствах. Например, при обработке видеопотока чип учится автоматически отделять движущийся объект от фона и со временем делает это лучше.

Эта способность к самообучению была доказана достижением точности, сравнимой с идеальным компьютерным моделированием, при обработке изображений в реальном времени. Главное достижение исследовательской группы заключается в том, что она создала надёжную и практичную систему, которая не требует разработки компонентов, подобных мозгу.

Изображение: Результаты разделения фона и переднего плана на изображении, содержащем неидеальные характеристики мемристорных устройств (слева). Результаты разделения изображений в реальном времени с помощью обучения на устройстве с использованием мемристорного вычислительного чипа, разработанного нашей исследовательской группой (справа). Источник: Nature Electronics

В основе этой инновации лежит полупроводниковое устройство нового поколения  —  мемристор. Характеристики переменного сопротивления этого устройства могут заменить роль синапсов в нейронных сетях, и с его помощью можно одновременно хранить и обрабатывать данные, как это делают клетки нашего мозга.

Мемристор может точно контролировать изменения сопротивления и разработанную эффективную систему, которая исключает сложные процессы компенсации за счёт самообучения. Это исследование важно тем, что оно экспериментально подтвердило возможность коммерциализации интегрированной системы на основе нейроморфных полупроводников нового поколения, которая поддерживает обучение и логические выводы в реальном времени.

Эта технология произведёт революцию в использовании ИИ в повседневных устройствах, позволяя выполнять задачи локально, без использования удалённых облачных серверов, что сделает их более быстрыми, защищёнными и энергоэффективными.

«Эта система похожа на интеллектуальное рабочее пространство, где всё находится в пределах досягаемости, и вам не нужно ходить туда-сюда между столами и шкафами с документами», — объяснили исследователи KAIST Хакчон Чон и Сынчжэ Хан, которые руководили разработкой этой технологии. «Это похоже на то, как наш мозг обрабатывает информацию: всё эффективно обрабатывается сразу в одном месте».

Сообщение Разработан самообучающийся чип на основе мемристоров появились сначала на Время электроники.