ساخت سیناپس مصنوعی که خود به خود یاد می‌گیرد

ماشین‌هایی که عملکردی شبیه به مغز دارند و با قابلیت‌هایی شبیه به انسان می‌توانند مسائل را حل کنند ، یکی از آرزوهای بزرگ انسان به شمار می‌روند اما اکنون با دستاورد جدید محققان ، احتمال دستیابی انسان به این امر بیشتر شده است . دانشمندان فرانسوی ابزارمیکروسکوپیکی را ابداع کرده‌اند که از اتصالات میان نورون‌های مغزی تقلید می‌کند .

 تحولات و پیشرفت‌ها در زمینه هوش مصنوعی کمک بزرگی به توسعه تکنولوژی‌هایی کرده است که نحوه عملکرد مغز انسان را تقلید می‌کنند . در دنیای فناوری اطلاعات ، چنین سیستم‌های هوش مصنوعی را شبکه عصبی می‌نامند . این امر شامل الگوریتم‌هایی می‌شود که قابل آموزش ، در میان چیزهای دیگر ، هستند تا نحوه تشخیص گفتار و تصاویر توسط مغز را تقلید کند . با این حال اجرای یک شبکه عصبی مصنوعی کار و انرژی زیادی می‌طلبد .

حالا ، دانشمندان مرکز تحقیقات علمی در تالس از دانشگاه بوردو و اوری موفق شدند یک سیناپس مصنوعی به نام ممریستور(memristor) را به طور مستقیم روی یک تراشه بسازند . این امر راه را برای سیستم‌های هوشمندی که به زمان و انرژی کم‌تری برای یادگیری نیاز دارند ، هموار می‌کند و قادر به یادگیری مستقل است . در مغز انسان ، سیناپس رابط میان نورون‌ها است . هرچه سیناپس بیشتر تحریک شود ، روند یادگیری پیشرفت بیشتری دارد .

ممریستور نحوه عملکرد مشابهی دارد . این وسیله از یک لایه نازک فروالکتریکی ( که می‌تواند خود بخود قطبی شود ) ساخته شده که بین دو الکترود قرار می‌گیرد . مقاومت آنها را می‌توان با استفاده از پالس‌های ولتاژی تنظیم کرد ، درست مانند نورون‌های بیولوژیکی . هنگامی که مقاومت زیاد باشد ، اتصال سیناپسی قوی خواهد شد و هنگامی که مقاومت کم باشد ، اتصال سیناپسی ضعیف خواهد شد . ظرفیت ممریستور برای یادگیری مبتنی بر این مقاومت تنظیم پذیر است .

در طی چند سال اخیر ، سیستم‌های هوشمند به طور قابل توجهی پیشرفت کرده‌اند . در حال حاضر شبکه‌های عصبی ساخته شده با الگوریتم یادگیری قادر به اجرای وظایفی هستند که تا پیش از این سیستم‌های مصنوعی توانایی انجامش را نداشتند . برای مثال ، سیستم‌های هوشمند حالا می‌توانند آهنگسازی کنند ، برنامه‌های کامیپوتری بازی کنند و رقیب‌های انسانی را از رده خارج کنند یا حتی مالیاتمان را حساب کنند. برخی از آنها حتی قادر به تشخیص رفتارهای خودکشی‌گرایانه هستند ؛ بعضی دیگر توانایی تمایز دادن بین اعمال قانونی و غیرقانونی را دارد .

تمامی اینها به لطف توانایی یادگیری هوش مصنوعی ممکن شده است ؛ تنها محدودیت آن میزان زمان و تلاش لازم برای فراهم کردن اطلاعات مصرفی است که به عنوان ریشه آن عمل می‌کند . به کمک ممریستور ، فرآیند یادگیری تا حدود زیادی پیشرفت خواهد کرد . تحقیقات بر ممریستور ، به ویژه در بررسی راه‌هایی برای بهینه سازی عملکردهای آن ، هنوز ادامه دارد . برای شروع ، محققان موفق به ساخت یک نمونه فیزیکی از آن شدند که در پیش بینی عملکردهای این وسیله مفید واقع خواهد شد . به زودی درمی‌یابیم که توانایی یادگیری هوش مصنوعی به پای توانایی مغز انسان‌ها می‌رسد یا حتی بهتر از آن عمل خواهد کرد . جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Communications منتشر شده است .