تراشه های مبتنی بر آب می توانند پیشرفتی برای شبکه های عصبی، هوش مصنوعی باشند

پردازنده آبی

دانشمندان در حال پیروی از طرح های طبیعت در توسعه ریزپردازنده‌های یونی هستند که می‌تواند در مقایسه با پردازنده‌های مبتنی بر نیمه‌رساناهای سنتی معمولی، به‌ویژه از نظر انرژی کارآمدتر باشند.بر اساس این گزارش، تیمی از محققان در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی جان پالسون هاروارد (SEAS)، با همکاری استارتاپ بیوتکنولوژی DNA Script، یک مدار یونی متشکل از صدها ترانزیستور یونی ایجاد کرده اند. آنها حتی یک فرآیند اصلی محاسبات شبکه عصبی را در آن انجام داده‌اند.

هدف طراحی پردازنده یونی آوردن آموخته های سیستم های پردازش زیست شناسی به ویژه مغز برای ایجاد پردازنده هایی است که به جای الکتریسیته از الکتروشیمی برای انجام محاسبات استفاده می کنند. تحقیقات پردازنده‌های یونی را به‌عنوان فناوری احتمالی برای توسعه و مقیاس‌پذیری در آینده ترسیم می‌کنند، جایی که طرح‌های کارآمد انرژی آنها می‌تواند برای سناریوهای استقرار خاص ارزشمند باشد.

هنوز برای استفاده از این فناوری زود است، زیرا محققان به‌تازگی اولین برد مداری را نصب کرده‌اند که در واقع صدها ترانزیستور یونی را در خود جای داده است.  تا کنون تنها ترانزیستورهای یونی منفرد نشان داده شده‌اند. بنابراین این تحقیق راه را برای پردازشگرهای واقعی هموار می کند که با کارکردن صدها، هزاران یا حتی میلیون ها ترانزیستور یونی پشت سر هم ساخته شوند.

محققان می گویند مدار یونی از ضرب تعداد ترانزیستورهای یونی منفرد ایجاد شد که می توانند با هم کار کنند. طراحی ترانزیستور یونی آنها شامل یک محلول آبی از مولکول های کینون است که با دو الکترود حلقه متحدالمرکز (آبی و قرمز) با یک سوم (زرد) الکترود دیسک مرکزی پیوند خورده است که اساساً یک طرح ترانزیستور بولسی مانند را تشکیل می دهد.

تراشه مبتنی بر آب

با عبور ولتاژ از طریق ترانزیستور، دو الکترود حلقه متحدالمرکز قادر به تنظیم موضعی pH آب با افزایش یا کاهش مقدار یون هیدروژن موجود در آن هستند. این فناوری یک شاهکار الکتروشیمی است که امکان استفاده از جریان یونی ترانزیستور را به عنوان کلید روشن و خاموش  معروف به گیت (دروازه)، در ترانزیستورهایی که ما به شنیدن آنها عادت کرده ایم، می دهد. این دریچه جریان یونی از طریق تغییرات در pH ترانزیستور توانایی پردازش اطلاعات باینری را برای ترانزیستورها باز می کند.

محققان در آزمایش های خود و این ترانزیستورهای آنالوگ (قابلیت نمایش 0 یا 1) را در یک آرایه شبکه ماتریسی 16×16 قرار دادند. این به پردازنده یونی اجازه داد تا وظایف ضرب ماتریس را انجام دهد و آن را به قابلیت‌های شبکه عصبی نزدیک‌تر کند و ارزش آن را برای سناریوهای پردازش هوش مصنوعی که ممکن است به الزامات عملکرد، تعادل و توان بسیار خاصی نیاز داشته باشند، افزایش می‌دهد.

ووبین جانگ، از اعضای دانشکده‌ی مهندسی و علوم کاربردی جان پالسون در دانشگاه هاروارد و نویسنده‌ی اول مقاله‌ی علمیِ مربوط به پردازنده‌ی یونی، می‌گوید ضرب ماتریسی رایج‌ترین نوع پردازش در شبکه‌های عصبی مرتبط به هوش مصنوعی است. او می‌افزاید: «مدار یونی ما پردازش ضرب ماتریسی را در آب به شیوه‌ای آنالوگ و بر پایه‌ی دستگاه‌های الکتروشیمیایی انجام می‌دهد.»

ووبین جانگ، محقق فوق دکترا در SEAS و اولین نویسنده مقاله، می گوید: «ضریب ماتریس رایج ترین محاسبه در شبکه های عصبی برای هوش مصنوعی است. مدار یونی ما ضرب ماتریس را در آب به روش آنالوگ انجام می دهد که کاملاً بر اساس ماشین آلات الکتروشیمیایی است.

تفاوت این است که آنها کندتر هستند، اما در مقایسه با نور، همه چیز اینطور است. محققان اکنون امیدوارند که به توسعه پردازنده های یونی خود ادامه دهند و به آنها اجازه دهند تعداد بیشتری از واکنش های الکتروشیمیایی را اعمال کنند، مانند افزایش انواع یون هایی که برای پردازش اطلاعات دستکاری می شوند. محققان همچنان می توانند منتظر برنامه ریزی عملکردهای اضافی در این سیستم ها باشند.

این، همراه با افزایش تعداد ترانزیستورهای موجود، باید مزایای عملکردی را فراهم کند و در عین حال پردازنده‌های یونی را به وظایف متنوع‌تر و محاسبات خاص یا عمومی واقعی باز کند. یونگ می‌گوید: «تاکنون تنها از 3 تا 4 گونه یونی مانند یون‌های هیدروژن و کینون برای فعال کردن دروازه‌بندی و انتقال یونی در ترانزیستور یونی آبی استفاده کرده‌ایم.» بسیار جالب خواهد بود که از گونه‌های یونی متنوع‌تر استفاده کنیم و ببینیم چگونه می‌توانیم از آنها برای غنی‌سازی محتوای اطلاعاتی که باید پردازش شوند، بهره‌برداری کنیم.»

منبع tomshardware

نرم افزار حسابداری
اپل تامین کنندگان خود را از چین خارج می کند

اپل از تامین کنندگان خود خواست که برای انتقال تولید به خارج از چین برنامه ریزی کنند

سهم مرورگر اج در بازار مرورگرها افزایش یافت

سهم مایکروسافت اج در بازار مرورگرها از 11 درصد عبور کرد

اهداف حسابداری اجتماعی

حسابداری اجتماعی چیست

اخراج کارکنان گوگل آلفابت

گوگل در حال آماده شدن برای اخراج 10000 نفر از کارکنان خود است

نقص امنیتی گوشی های اندرویدی

گوگل و دیگر سازندگان گوشی های اندروید نقص های امنیتی را اصلاح نکرده اند

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

فهرست