Одна из ключевых проблем в процессе развития технологий искусственного интеллекта — энергоэффективность и пропускная способность. В компьютере данные последовательно перемещаются между процессором и памятью, потребляя много энергии и создавая препятствия для решения нескольких задач одновременно.
Мозг человека устроен иначе: в нем «блоки» памяти и обработки информации работают параллельно. Учитывая эту особенность, специалисты Северо-Западного университета, Бостонского колледжа и Массачусетского технологического института создали инновационный синаптический транзистор.
Устройство создано на основе новейших достижений в области физики муаровых узоров — геометрических рисунков, которые возникают при наложении двух узоров друг на друга. Ученые таким образом объединили два атомарно тонких материала: двухслойный графен и гексагональный нитрид бора. После целенаправленного скручивания материалы образовали муаровый узор.
Когда двумерные материалы укладываются друг на друга, проявляются новые свойства, которых нет в одном слое. А муаровый узор делает возможной беспрецедентную настройку электронных свойств.
Благодаря такой архитектуре транзистор хранит и обрабатывает информацию параллельно, имитируя многофункциональную природу человеческого мозга. При этом в отличие от других подобных технологий устройство отличается низким энергопотреблением и может работать при комнатных температурах. Кроме того, транзистор способен сохранять информацию даже после отключения питания.
По мнению создателей, устройство позволит перевести технологию ИИ на новый уровень мышления. Чтобы протестировать транзистор, ему «показали» шаблон 000. После этого устройство должно было идентифицировать другие шаблоны: 111 и 101. Транзистор позволил нейросети понять, что шаблон 111 больше похож на 000, чем 101. Таким образом устройство помогло ИИ продемонстрировать ассоциативную память. При этом компьютер смог правильно распознать даже неполные шаблоны.
Фактически, транзистор помогает ИИ успешно справляться с «шумом», искажающим входящие сигналы, и давать верный ответ на выходе. Ранее «Мир робототехники» писал, что «шум» является ахиллесовой пятой ИИ. Именно он не позволяет нейросетям стабильно давать правильные ответы на запросы.