...

Нанопроводные сети обучаются и запоминают, как человеческий мозг

[ad_1]

Нанопроводные сети обучаются и запоминают, как человеческий мозг

Фотография сети нанопроводов (слева), пути изменения и укрепления сети (справа). Кредит: Алон Леффлер

Международная группа под руководством ученых из Сиднейского университета продемонстрировала, что нанопроводные сети могут обладать как краткосрочной, так и долговременной памятью, подобно человеческому мозгу.

Исследование опубликовано сегодня в журнале Научные достижения, под руководством доктора Алона Леффлера, получившего докторскую степень. в Школе физики с сотрудниками в Японии.

«В этом исследовании мы обнаружили, что когнитивные функции более высокого порядка, которые мы обычно связываем с человеческим мозгом, можно эмулировать в небиологическом оборудовании», — сказал доктор Леффлер.

«Эта работа основана на нашем предыдущем исследовании, в котором мы показали, как нанотехнологии могут быть использованы для создания электрического устройства на основе мозга со схемами, подобными нейронным сетям, и сигналами, подобными синапсам.

«Наша текущая работа прокладывает путь к воспроизведению мозгоподобного обучения и памяти в небиологических аппаратных системах и предполагает, что основная природа мозгоподобного интеллекта может быть физической».

Нанопроводные сети — это тип нанотехнологий, обычно изготавливаемых из крошечных серебряных проводов с высокой проводимостью, невидимых невооруженным глазом, покрытых пластиковым материалом, которые разбросаны друг по другу, как сетка. Провода имитируют аспекты сетевой физической структуры человеческого мозга.

Нанопроводные сети обучаются и запоминают, как человеческий мозг

Нейронная сеть (слева) и нанопроводная сеть (справа). Предоставлено: Loeffler et al.

Достижения в области нанопроводных сетей могут предвещать множество реальных приложений, таких как улучшение робототехники или сенсорных устройств, которым необходимо быстро принимать решения в непредсказуемых условиях.

«Эта сеть нанопроволок похожа на синтетическую нейронную сеть, потому что нанопроволоки действуют как нейроны, а места, где они соединяются друг с другом, аналогичны синапсам», — говорит старший автор профессор Зденка Кунчич из Школы физики.

«Вместо того, чтобы реализовать какую-то задачу машинного обучения, в этом исследовании доктор Леффлер сделал еще один шаг вперед и попытался продемонстрировать, что нанопроводные сети выполняют какую-то когнитивную функцию».

Чтобы проверить возможности сети нанопроводов, исследователи дали ей тест, похожий на обычную задачу памяти, используемую в экспериментах по психологии человека, называемую задачей N-Back.

Для человека задание N-Back может включать в себя запоминание определенного изображения кошки из серии кошачьих изображений, представленных в последовательности. Оценка N-Back, равная 7, средняя для людей, указывает на то, что человек может распознать то же изображение, которое появилось семь шагов назад.

Применительно к сети нанопроводов исследователи обнаружили, что она может «запоминать» желаемую конечную точку в электрической цепи на семь шагов назад, что означает 7 баллов в тесте N-Back.






Пути сети нанопроводов со временем меняются и укрепляются. Предоставлено: д-р Алон Леффлер.

«Здесь мы манипулировали напряжениями концевых электродов, чтобы заставить пути измениться, вместо того, чтобы позволить сети просто делать свое дело. Мы заставили пути идти туда, куда мы хотели, — сказал доктор Леффлер.

«Когда мы реализовали это, его память имела гораздо более высокую точность и не уменьшалась со временем, предполагая, что мы нашли способ усилить пути, чтобы подтолкнуть их туда, где мы хотим, и тогда сеть запоминает это.

«Неврологи считают, что именно так работает мозг: одни синаптические связи усиливаются, а другие ослабевают, и считается, что именно так мы предпочтительнее запоминаем некоторые вещи, как мы учимся и так далее».

Исследователи сказали, что когда сеть нанопроводов постоянно укрепляется, она достигает точки, когда это укрепление больше не требуется, поскольку информация консолидируется в памяти.

«Это похоже на разницу между долговременной и кратковременной памятью в нашем мозгу», — сказал профессор Кунчич.

«Если мы хотим запомнить что-то в течение длительного периода времени, нам действительно нужно продолжать тренировать свой мозг, чтобы закрепить это, иначе со временем это просто исчезнет.

«Одна задача показала, что сеть нанопроводов может хранить в памяти до семи элементов на уровнях, значительно превышающих случайные, без обучения с подкреплением и с почти идеальной точностью при обучении с подкреплением».

Больше информации:
Алон Леффлер и др. Нейроморфное обучение, рабочая память и метапластичность в сетях нанопроводов. Научные достижения (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg3289. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg3289

Предоставлено Сиднейским университетом

Цитата: Нанопроводные сети учатся и запоминают, как человеческий мозг (21 апреля 2023 г.), получено 21 апреля 2023 г. с https://phys.org/news/2023-04-nanowire-networks-human-brain.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.



[ad_2]

Source link

(Посещений всего:6 times, 1)

Вячеслав

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Next Post

Дух умершего мужа выступает в суде, чтобы защитить свою жену, обвиняемую в его убийстве.

Сб Апр 22 , 2023
[ad_1] В MEP мы пишем о дело Гринбриера, призрак, который помог раскрыть собственное преступление. 23 января 1897 года Эльва Зона Хистер из Льюисбурга, Западная Вирджиния, была найдена мертвой на ступеньках своего дома, где она жила со своим мужем. Ее тело обнаружил сосед, мальчик лет 11, который обычно помогал Эльве по […]
svg+xml;base64,PHN2ZyB2aWV3Qm94PScwIDAgMTAyNCA1NzYnIHhtbG5zPSdodHRwOi8vd3d3LnczLm9yZy8yMDAwL3N2Zyc+PC9zdmc+ - El espíritu del marido muerto habla en el juzgado para defender a su mujer acusada de asesinarlo

Вам может понравиться

Серафинит - АкселераторОптимизировано Серафинит - Акселератор
Включает высокую скорость сайта, чтобы быть привлекательным для людей и поисковых систем.