По словам авторов работы, главной целью нейроморфной инженерии является обратное проектирование мозга с помощью воссоздания структуры нейросетей на кремниевых чипах. Суть подхода заключается в том, чтобы «скопировать» схему синаптических связей нейросети млекопитающих с помощью матрицы наноэлектродов, а после «вставить» эту карту в трехмерную сеть твердотельной памяти высокой плотности.
В статье отмечается, что подход копирования и вставки в будущем может послужить основой для кремниевых интегральных схем, которые лучше соответствуют вычислительным характеристикам мозга, в том числе низкому энергопотреблению, легкому обучению, а также адаптации, автономности и познанию.
Мозг млекопитающих, к которым также относятся люди, состоит из огромного количества нервных клеток, нейронов, а их размещение отвечает за функции мозга. Таким образом, знание карты нейронной сети может стать ключом к обратному проектированию, но составить ее трудно.
В мозгу человека содержится порядка 100 миллиардов нейронов и еще больше связей, в связи с чем в чипе нужно будет воссоздать примерно 100 триллионов «воспоминаний». Технология трехмерной интеграции памяти, разработанная компанией Samsung, в теории может не только имитировать отдельные функции мозга в 3D-чипах, но также быстро воссоздать структуру органа до мелочей.
По словам инженеров, матрица наноэлектродов входит в большинство мозговых клеток и с высокой чувствительностью записывает их электрические сигналы. Параллельные внутриклеточные записи позволяют ученым фиксировать, в каких местах нейроны соединяются друг с другом и как сильна эта связь. Готовую копию нейронной карты можно будет «вставить» в сеть энергонезависимых накопителей, к примеру, в обычную флэш-память, SSD или RRAM. Необходимо только запрограммировать чип так, чтобы он полностью воссоздавал силу каждой нейронной связи.
Исследователи отметили, что их видение весьма амбициозно, но работа над такой героической целью буквально раздвинет границы искусственного интеллекта, а также нейробиологии и полупроводниковых технологий.
Ранее компания Samsung Electronics объявила о запуске инициативы Galaxy Upcycling at Home, в рамках которой инженеры адаптируют старые телефоны этого бренда под использование в Интернете вещей. Пока что для смартфонов подготовили два варианта использования.
