Настройка и использование интегральной нейроморфической сети на базе металлооксидных мемристоров
Training andoperation of an integrated neuromorphic network based on metal-oxide memristors. M. Prezioso, F. Merrikh-Bayat, B. D. Hoskins, G. C. Adam, K. K. Likharev, D. B. Strukov. Nature. 2015. Vol. 521. No 7550. P. 61–64.
Авторам работы удалось собрать примитивную нейроморфическую сеть из 100 искусственных нейронов на базе мемристоров – своего рода «искусственный мозг», и научить его различать буквы и распознавать изображения. В свое время авторами был создан мемристор – особый наноприбор, который сочетает в себе свойства ячейки памяти и резистора. Мемристор «помнит» о том, в каком направлении и с какой силой ток протекал через него, что позволяет использовать его в качестве ячейки аналоговой памяти, в которой информация хранится примерно так же, как в нервных клетках. На базе мемристоров авторы уже создали ранее несколько моделей нервных клеток, примитивные цепочки из которых ученые использовали в простейших вычислительных устройствах. В своей новой работе инженеры из университета Калифорнии, сделали, как они выражаются сами, маленький, но очень важный шаг – им удалось объединить 100 искусственных мемристорных нервных клеток в своеобразный «мозг на чипе», который они обучили распознавать буквы z, v и n на картинках размером в 3 х 3 пикселя. Данный успех важен сразу по нескольким причинам. Так, создание даже столь примитивного мозга из искусственных нейронов говорит о том, что мемристоры можно легко масштабировать. Ничто не мешает нарастить число нервных клеток со 100 до 100 миллиардов, причем мемристорный «мозг» будет занимать меньше места, чем его человеческий аналог, из-за более плотной упаковки нейронов, и будет работать в 500 раз быстрее. Кроме того, данная конструкция является не цифровым, а аналоговым компьютером, который может решать целый класс ранее неподъемных или крайне трудоемких вычислительных задач, в том числе и создание искусственного интеллекта. Как признают авторы, мемристорные аналоговые компьютеры не являются заменой для классических вычислительных устройств. Сейчас они работают над созданием систем, которые позволяли бы подключать мемристорный «мозг» к обычному компьютеру в качестве сопроцессора и обмениваться с ним информацией, а также систем, позволяющих объединить несколько таких аналоговых компьютеров.
В.В. Стрекопытов