Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một quy trình sử dụng từ tính với các mạng giống như não để lập trình và dạy các thiết bị như robot cá nhân, xe tự lái và máy bay không người lái để khái quát tốt hơn về các vật thể khác nhau.
Máy tính và trí tuệ nhân tạo tiếp tục mở ra những thay đổi lớn trong cách mọi người mua sắm. Việc đào tạo bộ não của robot để tạo ra một danh sách mua sắm là tương đối dễ dàng, nhưng điều gì đảm bảo rằng người mua sắm robot có thể dễ dàng nhận ra sự khác biệt giữa hàng ngàn sản phẩm trong cửa hàng?
Các nhà nghiên cứu và chuyên gia của Đại học Purdue về điện toán lấy cảm hứng từ não nghĩ rằng một phần của câu trả lời có thể được tìm thấy trong nam châm. Các nhà nghiên cứu đã phát triển một quy trình sử dụng từ tính với các mạng giống như não để lập trình và dạy các thiết bị như robot cá nhân, xe tự lái và máy bay không người lái để khái quát tốt hơn về các vật thể khác nhau.
“Mạng lưới thần kinh ngẫu nhiên của chúng tôi cố gắng bắt chước một số hoạt động nhất định của bộ não con người và tính toán thông qua một kết nối của các tế bào thần kinh và khớp thần kinh”, Kaushik Roy, Giáo sư Kỹ thuật Điện và Máy tính của Purdue, nói. “Điều này cho phép bộ não máy tính không chỉ lưu trữ thông tin mà còn có thể khái quát tốt về các đối tượng và sau đó suy luận để thực hiện tốt hơn trong việc phân biệt giữa các đối tượng.”
Roy đã trình bày công nghệ trong Hội nghị Khoa học Vật lý hàng năm của Đức vào đầu tháng này tại Đức. Công trình cũng xuất hiện trong Frontiers in Neuroscience .
Động lực chuyển đổi của nam châm nano tương tự như động lực điện của tế bào thần kinh. Các thiết bị kết nối đường hầm từ tính cho thấy hành vi chuyển mạch, đó là bản chất ngẫu nhiên.
Hành vi chuyển mạch ngẫu nhiên là đại diện cho hành vi chuyển đổi sigmoid của tế bào thần kinh. Các mối nối đường hầm từ tính như vậy cũng có thể được sử dụng để lưu trữ trọng lượng synap.
Nhóm Purdue đã đề xuất một thuật toán đào tạo ngẫu nhiên mới cho các khớp thần kinh bằng cách sử dụng độ dẻo phụ thuộc thời gian tăng đột biến (STDP), được gọi là Stochastic-STDP, đã được quan sát bằng thực nghiệm ở vùng hải mã của chuột. Hành vi ngẫu nhiên vốn có của nam châm đã được sử dụng để chuyển đổi trạng thái từ hóa một cách ngẫu nhiên dựa trên thuật toán đề xuất để tìm hiểu các biểu diễn đối tượng khác nhau.
Trọng lượng synap được đào tạo, được mã hóa một cách xác định ở trạng thái từ hóa của nam châm nano, sau đó được sử dụng trong quá trình suy luận. Một cách thuận lợi, sử dụng nam châm hàng rào năng lượng cao (30-40KT trong đó K là hằng số Boltzmann và T là nhiệt độ hoạt động) không chỉ cho phép các nguyên thủy ngẫu nhiên nhỏ gọn, mà còn cho phép sử dụng cùng một thiết bị như một yếu tố bộ nhớ ổn định đáp ứng dữ liệu yêu cầu duy trì. Tuy nhiên, chiều cao rào cản của nam châm nano được sử dụng để thực hiện các tính toán nơ-ron giống như sigmoid có thể được hạ xuống 20KT để đạt hiệu quả năng lượng cao hơn.
“Lợi thế lớn với công nghệ nam châm mà chúng tôi đã phát triển là nó rất tiết kiệm năng lượng”, Roy, người đứng đầu Trung tâm tính toán tự động kích hoạt trí tuệ lấy cảm hứng từ não bộ của Purdue cho biết. “Chúng tôi đã tạo ra một mạng đơn giản hơn đại diện cho các nơ-ron và khớp thần kinh trong khi nén lượng bộ nhớ và năng lượng cần thiết để thực hiện các chức năng tương tự như tính toán của não bộ.”
Roy cho biết các mạng giống như não cũng có những ứng dụng khác trong việc giải quyết các vấn đề khó khăn, bao gồm các vấn đề tối ưu hóa tổ hợp như vấn đề nhân viên bán hàng du lịch và tô màu đồ thị. Các thiết bị ngẫu nhiên được đề xuất có thể hoạt động như “máy ủ tự nhiên”, giúp các thuật toán di chuyển ra khỏi các minimas cục bộ.
Công việc của họ phù hợp với lễ kỷ niệm Bước nhảy vọt khổng lồ của Purdue, thừa nhận những tiến bộ toàn cầu của trường đại học về trí tuệ nhân tạo là một phần trong lễ kỷ niệm 150 năm của Purdue. Đây là một trong bốn chủ đề của Lễ hội Ý tưởng của lễ kỷ niệm kéo dài một năm, được thiết kế để giới thiệu Purdue như một trung tâm trí tuệ giải quyết các vấn đề trong thế giới thực.
Roy đã làm việc với Văn phòng Thương mại Công nghệ Purdue về các công nghệ được cấp bằng sáng chế đang cung cấp nền tảng cho một số nghiên cứu tại C-BRIC. Họ đang tìm kiếm đối tác để cấp phép cho công nghệ.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Purdue . Bản gốc được viết bởi Chris Adam. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :