Kecerdasan Buatan: cip yang direka untuk mensimulasikan aktiviti otak
Ulasan terakhir: 18.05.2024
Semua kandungan iLive disemak secara perubatan atau fakta diperiksa untuk memastikan ketepatan faktual sebanyak mungkin.
Kami mempunyai garis panduan sumber yang ketat dan hanya memautkan ke tapak media yang bereputasi, institusi penyelidikan akademik dan, apabila mungkin, dikaji semula kajian secara medis. Perhatikan bahawa nombor dalam kurungan ([1], [2], dan lain-lain) boleh diklik pautan ke kajian ini.
Jika anda merasakan bahawa mana-mana kandungan kami tidak tepat, ketinggalan zaman, atau tidak dipersoalkan, sila pilih dan tekan Ctrl + Enter.
Selama beberapa dekad, saintis telah bermimpi menciptakan sistem komputer yang dapat meniru bakat otak manusia untuk meneroka cabaran baru.
Para saintis dari Massachusetts Institute of Technology kini telah mengambil langkah penting ke arah matlamat ini dengan membangunkan cip komputer yang meniru mekanisme untuk menyesuaikan neuron otak sebagai respons kepada maklumat baru. Fenomena ini, yang dikenal sebagai keplastikan, dipercayai oleh saintis untuk mendasari banyak fungsi otak, termasuk pembelajaran dan ingatan.
Kira-kira 400 transistor dan cip silikon boleh mensimulasikan aktiviti sinaps otak tunggal - sambungan antara dua neuron, yang memudahkan pemindahan maklumat dari satu neuron ke yang lain. Para penyelidik menjangkakan bahawa cip ini akan membantu neuroscientists belajar lebih banyak tentang otak, dan juga boleh digunakan dalam pembangunan peranti prostetik neural seperti retina tiruan, kata pengurus projek Chi-Sang Poon.
Simulasi sinaps
Di otak, terdapat kira-kira 100 bilion neuron, masing-masing membentuk sinaps dengan sejumlah besar neuron lain. Sinaps - jurang antara dua neurons (neuron presinaptik dan postsynaptic). Neuron presinaptik merembeskan neurotransmiter seperti glutamat dan GABA, yang mengikat kepada reseptor pada membran postsynaptik sel, mengaktifkan saluran ion. Membuka dan menutup saluran-saluran ini membawa kepada perubahan dalam potensi elektrik sel. Sekiranya potensi perubahan secara dramatik cukup, sel akan mencetuskan dorongan elektrik yang dikenali sebagai potensi tindakan.
Semua aktiviti sinaptik bergantung kepada saluran ion, yang mengendalikan aliran ion yang dikenakan, seperti natrium, kalium dan kalsium. Saluran ini juga penting dalam dua proses yang dikenali sebagai potentiation jangka panjang (LTP) dan kemurungan jangka panjang (LLC), yang masing-masing menguatkan dan melemahkan sinaps.
Para saintis telah mengembangkan cip komputer mereka sendiri, supaya transistor dapat meniru aktiviti pelbagai saluran ion. Walaupun kebanyakan cip berfungsi dalam mod binari - "hidup / mati", arus elektrik pada aliran cip baru melalui transistor dalam mod analog. Kecerunan potensi elektrik menyebabkan aliran mengalir melalui transistor dengan cara yang sama bahawa ion melewati saluran ion dalam sel.
"Kita boleh menyesuaikan parameter litar untuk tumpuan pada saluran ion tertentu," kata Poon. "Sekarang kita ada cara untuk menangkap setiap proses ionik yang berlaku di neuron."
Cip baru adalah "kemajuan yang ketara dalam usaha kajian neuron biologi dan keplastikan sinaptik dalam [pelengkap logam oksida semikonduktor] cip CMOS," kata Dean Buonomano, profesor neurobiologi di University of California di Los Angeles, sambil menambah bahawa "tahap realisme biologi , mengagumkan.
Para saintis merancang untuk menggunakan cip mereka untuk membuat sistem untuk memodelkan fungsi saraf tertentu, seperti sistem pemprosesan visual. Sistem sedemikian boleh menjadi lebih cepat daripada komputer digital. Walaupun pada sistem komputer berprestasi tinggi, jam atau hari diperlukan untuk mensimulasikan litar otak mudah. Dengan sistem cip analog, simulasi lebih cepat daripada sistem biologi.
Satu lagi aplikasi yang berpotensi untuk cip ini, penyelarasan interaksi dengan sistem biologi, seperti retina buatan dan otak. Di masa depan, cip ini boleh menjadi blok piawai untuk peranti kecerdasan buatan, kata Poon.
