O rețea artificială la marginea haosului se comportă ca un creier uman

Cercetătorii au arătat cum să mențină o rețea de nanofire într-o stare corectă în ceea ce este cunoscut sub numele de La marginea haosului O realizare care poate fi folosită în producție Inteligență artificială (AI) care funcționează ca și creierul uman.

Echipa a folosit diferite niveluri de energie electrică în simularea nanofirului, pentru a găsi un echilibru atunci când semnalul electric este prea mic atunci când semnalul este prea mare. Dacă semnalul era prea mic, ieșirea rețelei nu era suficient de complexă pentru a fi utilă; Dacă semnalul este prea mare, ieșirile vor fi dezordonate și inutile.

„Am constatat că, dacă împingeți semnalul prea încet, rețeaua face același lucru mereu și fără să învețe și să dezvolte. Dacă îl împingem tare și repede, rețeaua devine neregulată și imprevizibilă”. Fizicianul Joel Hochstetter spune: de la Universitatea din Sydney și autorul principal al studiului.

Menținerea simulărilor pe linia dintre aceste două extreme a dus la rezultate optime din rețea, Oamenii de știință raportează. Rezultatele indică faptul că o varietate de dinamici asemănătoare creierului pot fi produse în cele din urmă folosind rețele nanofire.

Imagine conceptuală a comutatoarelor conectate aleatoriu. (Alon Loeffler)

„Unele teorii din neuroștiințe sugerează că mintea umană poate opera la marginea acestui haos, sau așa-numita stare critică”. Fizicianul Zdenka Koncic spune: De la Universitatea din Sydney, Australia. „Unii neurologi cred că în acest caz realizăm performanța maximă a creierului.”

Pentru simulări, nanofile de 10 μm în lungime și nu mai mult de 500 nm în grosime au fost dispuse aleator pe un plan bidimensional. Pentru comparație, un păr uman poate avea o lățime de aproximativ 100.000 nanometri.

În acest caz, problema căreia i-a fost atribuită rețeaua a fost conversia unui fișier forma de undă La un tip mai complex, reglarea amplitudinii și frecvenței semnalului electric pentru a găsi starea optimă pentru a rezolva problema – chiar la marginea haosului.

Rețelele Nanowire combină două sisteme într-unul singur, gestionând atât memoria (echivalentul RAM-ului unui computer), cât și procesele (echivalentul unității centrale de procesare a computerului). Ei își pot aminti istoria semnalelor trecute și își pot schimba rezultatele viitoare ca răspuns la ceea ce s-a întâmplat înainte, determinându-i să le facă memristorii.

„Când firele se suprapun, ele formează o joncțiune electrochimică, ca sinapsele dintre neuroni”, Spune Hochstetter.

Algoritmii antrenează de obicei rețeaua pe cele mai bune căi, dar în acest caz, rețeaua a făcut-o singură.

„Am constatat că semnalele electrice alimentate prin această rețea găsesc automat cea mai bună cale de transmitere a informațiilor”, Spune Hochstetter. Această arhitectură permite rețelei să „amintească” căile trecute prin sistem.

La rândul său, aceasta ar putea însemna o reducere semnificativă a consumului de energie, deoarece rețelele ajung să se antreneze folosind cele mai eficiente procese. Pe măsură ce rețelele AI se extind, va fi important să le puteți menține cât mai slabe și cu putere redusă.

În acest moment, oamenii de știință au arătat că rețelele nanofirice pot face tot posibilul pentru a rezolva problemele chiar pe linia dintre ordine și haos, la fel cum se crede că creierul nostru este capabil, iar acest lucru ne pune un pas mai aproape de o IA care gândește în timp ce noi do. .

„Ceea ce este interesant la acest rezultat este că indică faptul că aceste tipuri de rețele nanofirice pot fi reglate în sisteme cu diverse dinamici colective asemănătoare creierului, care pot fi pârghiate pentru a îmbunătăți prelucrarea informațiilor”. Kucic. Spune.

Căutarea a fost publicată în Conexiuni Natura.