Kľúčové poznatky
- Zriedkavý typ hmoty nazývaný spin glass by mohol umožniť AI, ktorá rozpoznáva objekty tak, ako to robia ľudia.
- Používanie rotačného skla pre tlačiteľné obvody by tiež mohlo viesť k novým typom výpočtovej techniky s nízkou spotrebou.
- Iné typy čipov inšpirovaných mozgom by tiež mohli zlepšiť spôsob, akým AI rozpoznáva obrázky.
Tlač obvodov priamo na fyzických objektoch môže viesť k inteligentnejšej umelej inteligencii (AI).
Výskumníci z Národného laboratória v Los Alamos používajú na nahradenie obvodov vzácnu formu hmoty známu ako spin glass. Nezvyčajné vlastnosti otočného skla umožňujú formu AI, ktorá dokáže rozpoznať objekty z čiastkových obrázkov tak, ako to dokáže mozog.
„Okuliare sú systémy s „hrboľatou krajinou“možných riešení,“povedal pre Lifewire e-mailom Cris Moore, počítačový vedec a fyzik z Inštitútu Santa Fe, ktorý nebol zapojený do výskumu v Los Alamos. rozhovor. „Pomáhajú nám analyzovať, prečo sa algoritmy niekedy zaseknú v riešeniach, ktoré vyzerajú dobre lokálne, ale nie sú najlepšie možné.“
Printable Circuits
Používanie rotačného skla pre tlačiteľné obvody by tiež mohlo viesť k novým typom výpočtovej techniky s nízkou spotrebou. Rotačné sklo umožňuje výskumníkom skúmať materiálové štruktúry pomocou matematiky. Pomocou tohto prístupu môžu vedci vyladiť interakciu v rámci systémov pomocou litografie s elektrónovým lúčom, ktorá využíva zaostrený lúč elektrónov na kreslenie vlastných tvarov na povrch. Litografia by mohla umožniť tlač nových typov obvodov.
Litografia umožňuje reprezentovať rôzne výpočtové problémy v sieťach typu spin-glass, podľa nedávneho článku tímu Los Alamos publikovaného v recenzovanom časopise Nature Physics.
"Našou prácou sme dokončili prvú experimentálnu realizáciu umelého spin-glassu pozostávajúceho z nanomagnetov usporiadaných tak, aby replikovali neurónovú sieť, " Michael Saccone, postdoktorandský výskumník v teoretickej fyzike v Los Alamos National Laboratory a hlavný autor knihy noviny, uviedol v tlačovej správe. „Náš článok kladie základy, ktoré potrebujeme na praktické používanie týchto fyzických systémov.“
Moore prirovnal odstredivé sklo ku oxidu kremičitému (okennému sklu), ktorý sa javí ako dokonalý kryštál, no keď sa ochladzuje, uviazne v amorfnom stave, ktorý na molekulárnej úrovni vyzerá ako kvapalina.
„Rovnakým spôsobom môžu algoritmy uviaznuť za „energetickými bariérami“, ktoré stoja v ceste globálnemu optimu,“dodal Moore.
Nápady z teórie rotujúceho skla by mohli pomôcť výskumníkom orientovať sa vo vysokorozmerných krajinách.
„Toto úsilie vytvorilo živú interdisciplinárnu komunitu na priesečníku fyziky, matematiky a informatiky,“povedal Moore.„Môžeme použiť nápady z fyziky na určenie základných limitov pre algoritmy – napríklad koľko hluku dokážu tolerovať, pričom stále nachádzajú vzory v údajoch – a navrhnúť algoritmy, ktoré uspejú až po tieto teoretické limity.“
AI, ktorá si pamätá ako ľudia
Výskumný tím skúmal umelé spinové sklo ako spôsob, ako nahliadnuť do takzvaných Hopfieldových neurónových sietí. Tieto siete modelujú ľudskú asociatívnu pamäť, čo je schopnosť učiť sa a pamätať si vzťah medzi nesúvisiacimi položkami.
Teoretické modely popisujúce otočné okuliare sa široko používajú v iných zložitých systémoch, ako sú napríklad systémy popisujúce funkciu mozgu.
V prípade asociatívnej pamäte, ak sa spustí iba jedna pamäť, napríklad prijatím čiastočného obrazu tváre ako vstupu, sieť si môže vyvolať celú tvár. Na rozdiel od tradičných algoritmov asociatívna pamäť nevyžaduje na identifikáciu pamäte rovnaký scenár.
Výskum spoločnosti Saccone a tímu potvrdil, že spin-glass bude nápomocný pri opise vlastností systému a spôsobu, akým spracováva informácie. Algoritmy umelej inteligencie vyvinuté v otočnom skle by boli „špatnejšie“ako tradičné algoritmy, povedal Saccone, ale tiež flexibilnejšie pre niektoré aplikácie AI.
"Teoretické modely popisujúce rotačné okuliare sú široko používané v iných zložitých systémoch, ako sú tie, ktoré popisujú funkciu mozgu, kódy na opravu chýb alebo dynamiku akciového trhu," povedal Saccone. „Tento široký záujem o otočné sklá poskytuje silnú motiváciu vytvoriť umelé otočné sklá.“
Iné typy čipov inšpirovaných mozgom by tiež mohli zlepšiť spôsob, akým AI rozpoznáva obrázky. Nedávny článok ukazuje, ako by sa počítačové čipy mohli dynamicky prepájať, aby prijímali nové údaje, ako to robí mozog, čím pomáhajú AI neustále sa učiť.
"Mozog živých bytostí sa môže nepretržite učiť počas celého života," uviedol v tlačovej správe Shriram Ramanathan, profesor na Fakulte materiálového inžinierstva Purdue University a jeden z autorov článku.„Teraz sme vytvorili umelú platformu pre stroje, ktoré sa môžu učiť počas ich životnosti.“
