Для биологических нейросетей. На базе аналога природного минерала тенорита создан оптический синапс
Российские исследователи обнаружили, что кристаллы, созданные на основе аналога природного тенорита, при воздействии лазерного излучения демонстрируют поведение, схожее с работой синапсов в человеческом мозге. Это открывает возможности для их применения в качестве ключевых элементов при создании искусственных аналогов биологических нейронных сетей, пишет ТАСС со ссылкой на пресс-службу Университета ИТМО.
В ИТМО были проведены испытания искусственных синапсов. Кристаллы использовались как платформа для обучения нейросети, задачей которой было распознавание рукописных цифр на изображениях. После всего трех итераций обучения алгоритм достиг точности выполнения задачи в 95%, что является одним из самых высоких показателей для современных нейроморфных материалов, отмечается в сообщении.
В отличие от компьютеров, где данные хранятся, обрабатываются и передаются иначе, человеческий мозг обладает уникальной способностью нейронов одновременно хранить и обрабатывать информацию, а также воспринимать разнообразные аналоговые сигналы. Нервные клетки также могут по-разному реагировать на стимулы и быстро изменять свою чувствительность к определенным импульсам.
Создание искусственных нейросетей, имитирующих эти процессы, сопряжено со значительными трудностями и требует больших затрат вычислительных ресурсов и энергии. Для решения этой проблемы ученые во всем мире, включая Россию, разрабатывают искусственные аналоги нейронов и синапсов, способные воспроизводить многие аспекты работы природных нейронных сетей.
Младший научный сотрудник Университета ИТМО Семен Бачинин пояснил, что реакция кристалла тенорита на лазерное излучение аналогична реакции биологического синапса на нейромедиаторы. Интенсивность электрического отклика зависит от частоты облучения: чем чаще лазер воздействует на кристалл, тем сильнее отклик, и наоборот.
Эксперименты показали, что искусственные синапсы на базе аналогов тенорита могут быть использованы в качестве важной части искусственных нейросетей. При этом структуры остаются стабильными даже после 13 тысяч циклов воздействия лазером. Быстрая реакция на внешние воздействия и другие характеристики делают синапсы на базе тенорита перспективным материалом для создания полноценных аналогов нейросетей, заключили ученые.
Изображение: фрипик