Расширение интеллекта

Александр Гурьянов
(«ХиЖ», 2022, №8)

Цифровые компьютеры, оперирующие битами информации, окончательно вошли в нашу жизнь. Но их архитектура далеко не единственная из возможных. Существуют аналоговые компьютеры, моделирующие природные процессы непрерывными токами в замкнутых, но связанных друг с другом электрических цепях. Есть квантовые компьютеры на кубитах.

Недавно ученые предложили так называемые нейроморфные компьютеры. Они симулируют структурные элементы и архитектуру мозга. Их структурными элементами служат искусственные нейроны размером с булавочную головку, которые выдают электрические всплески. В отличие от обычных компьютеров происходит это нерегулярно, а «нейрон» не требует много энергии, поскольку забирает ее только у ближайшего окружения.

Инженеры создали эти нейроморфные машины для решения математических задач машинного обучения. У нейроморфа память и процессор существуют внутри распределенной сети, поэтому их нельзя разделить. Обычный же компьютер требует энергозатратной передачи информации между ними.

До сих пор мало кто из исследователей задавался вопросом: могут ли такие нейроморфы решать неспецифичные для них задачи, например статистические? Нейрофизиологи Национальной лаборатории Сандия Министерства энергетики США под руководством доктора Джеймса Брэдли Эймона (James Bradley Aimone) нашли ответ на него. Их статья недавно появилась в ведущем научном журнале Nature Electronics.

Для исследований авторы использовали две нейроморфные вычислительные платформы TrueNorth фирмы IBM и Loihi фирмы Intel. Их архитектура делает их пригодными для реализации так называемых алгоритмов свободного блуждания. Их применяют при решении различных статистических проблем фундаментальным расчетным методом Монте-Карло. Метод блужданий позволяет, например, описать прохождение рентгена через кости и мягкие ткани, распространение заболеваний и эпидемий, потоков информации в социальных сетях, движение рынка акций и пр. Эти подходы более быстрые и более эффективные по сравнению с таковыми для обычных компьютеров. До авторов об этом никто не задумывался, что довольно странно.

Ученые уверены, что нейроморфный компьютер займет свое особое место среди скоростных вычислительных систем. Он не требует сложных технологий изготовления и экзотических условий работы, например криогенных. Чипы с искусственными нейронами дешевы, их легко менять и встраивать в обычные компьютеры.


Nature Electronics, 5, 2, 102, 2022

Разные разности
Песни китов похожи на человеческую речь
Какой язык более эффективен? Тот, в котором слова короче. Во-первых, на их произношение человек тратит меньше энергии и меньше времени. А во-вторых, короткие слова легче воспринимать. Как выяснилось, и горбатым китам не чужда эта премудрость.
Ивановские нанотехнологии работают!
Химики всегда занимались нанотехнологиями, потому что постоянно манипулировали молекулами и атомами, молекулярными кластерами и комплексами (а это все нанообъекты). Всегда занимались нанотехнологиями и в Ивановском химико-технологическом университете...
Умные российские стекла
Под американские санкции неожиданно попала никому не известная в России маленькая наукоемкая компания «Октогласс». Ее основали в 2017 году молодые специалисты и предприниматели, выпускники МИФИ, СамГТУ и МИРЭА. Чем же наши молодые разр...
Ледники тают все быстрее и быстрее
Исследовательская группа из Цюрихского университета подготовила обширный обзор потерь массы ледников в мире. Ученые собрали данные региональных изменений массы ледников с 2000 по 2023 год. За период наблюдений масса ледников во всем ми...