قدرت باورنکردنی شبکه هایی از نانوسیم های نقره
به گزارش وبلاگ درخشان 92، شبکه های نانوسیم های نقره قادر هستند همچون مغز انسان یاد بگیرند و به خاطر بیاورند، درست به همان شیوه ای که ابزار سخت افزاری فکر کردن در مغز ما کار می نمایند.
پریسا عباسی- در طول یک سال گذشته، مدل های مولد هوش مصنوعی مانند ChatGPT و DALL-E امکان فراوری مقادیر زیادی از محتوای خلاقانه با کیفیت بالا، و ظاهراً شبیه انسان را به وسیله یک سری دستورات ساده فراهم نموده اند.
با اینکه سیستم های هوش مصنوعی فعلی، خصوصا در انجام وظایف تشخیص الگوی داده های بزرگ بسیار توانمند هستند و بهتر از انسان ها عمل می نمایند، اما هوشمندی آنها همچون ما نیست. ساختار سیستم های هوش مصنوعی شبیه به مغز ما نیستند و روش یادگیری آنها نیز فرق دارد.
بعلاوه سیستم های هوش مصنوعی مقدار زیادی انرژی و منابع را برای یادگیری استفاده می نمایند(چیزی شبیه به سه وعده غذایی که ما روزانه مصرف می کنیم). توانایی آنها برای انطباق و عملکرد در محیط های متغیر، پر سرو صدا و پویا در مقایسه با ما ضعیف است و فاقد قابلیت داشتن حافظه ای شبیه به انسان ها هستند.
بر اساس پژوهشی تازه که در Science Advances منتشر شد، به نظر می رسد شبکه های خودسازماندهی شده ای از نانوسیم های نقره می توانند مطالب را بیاموزند و بیاد آورند؛ درست به همان شیوه ای که ابزار سخت افزاری فکر کردن در مغز ما کار می نمایند.
تقلید از مغز
کار ما بخشی از یک زمینه تحقیقاتی به نام نورومورفیک است که هدف آن تکرار ساختار و عملکرد نورون های بیولوژیکی و سیناپس ها در سیستم های غیربیولوژیکی است.
تحقیقات ما بر روی سیستمی متمرکز است که از شبکه ای از نانوسیمها برای تقلید از نورون ها و سیناپس ها در مغز استفاده می نماید.
این نانوسیم ها، سیم های بسیار کوچکی هستند که عرض آن یک هزارم موی انسان است. آنها از یک فلز بسیار رسانا مانند نقره ساخته شده اند که معمولاً با یک ماده عایق، نظیر پلاستیک پوشانده شده است.
نانوسیم ها برای تشکیل یک ساختار شبکه ای شبیه به شبکه عصبی بیولوژیکی، دارای سیستم خود مونتاژ هستند. مانند نورون ها که دارای غشای عایق هستند، هر نانوسیم فلزی نیز با یک لایه عایق نازک پوشیده شده است.
وقتی نانوسیم ها را با سیگنال های الکتریکی تحریک می کنیم، یون ها از لایه عایق حرکت می نمایند و به یک نانوسیم در همسایگی خود (مانند انتقال دهنده های عصبی در سیناپس ها) مهاجرت می نمایند. در نتیجه، سیگنال های الکتریکی سیناپس مانند را، در شبکه های نانوسیم مشاهده می کنیم.
یادگیری و حافظه
کار تازهی که ما انجام می دهیم استفاده از این سیستم نانوسیم برای آنالیز مسئله هوش شبیه انسان است. محور تحقیقات بر دو ویژگی متمرکز است که نشان دهنده یک عملکرد شناختی غیرقابل مقایسه است: یادگیری و حافظه.
این پژوهش نشان می دهد که می توانیم به طور انتخابی مسیرهای سیناپسی را در شبکه های نانوسیم تقویت (و تضعیف) کنیم. این شبیه یادگیری نظارت شده در مغز است.
در این فرآیند، خروجی سیناپس ها با یک نتیجه مطلوب مقایسه می گردد. اگر خروجی آنها به نتیجه مطلوب نزدیک باشد، سیناپس ها تقویت می شوند، و اگر خروجی آنها به نتیجه مطلوب نزدیک نباشد قطع می شوند.
این نتیجه را با نشان دادن اینکه می توانیم مقدار تقویت را با پاداش دادن یا تنبیه کردن شبکه افزایش دهیم، توسعه داده شد. این فرآیند از یادگیری تقویتی در مغز الهام گرفته شده است.
بعلاوه نسخه ای از یک آزمایش به نام n-back task را اجرا شد که برای مقدار گیری حافظه کاری در انسان استفاده می گردد. این شامل ارائه یک سری از محرک ها، و مقایسه هر ورودی تازه با یکی از مواردی است که چند مرحله n)) قبل اتفاق افتاده است.
شبکه توانست حداقل هفت مرحله از سیگنال های قبلی رابه خاطر بیاورد. عجیب است که عدد 7 اغلب به عنوان میانگین تعداد مواردی که انسان می تواند در یک زمان در حافظه کاری خود نگه دارد در نظر گرفته می گردد.
بیشتر بخوانید:
-
قدرت نمایی کابوس پرنده های دشمن در رژه ارتش
زمانی که از یادگیری تقویتی استفاده شد، پیشرفت های چشمگیری در عملکرد حافظه شبکه مشاهده شد.
معین شد که در شبکه های نانوسیمی شکل گیری مسیرهای سیناپسی بستگی به نحوه فعال شدن آن سیناپس ها در گذشته دارد. این موضوع در خصوص سیناپس های مغز و جایی که دانشمندان علوم اعصاب آن را متاپلاستیسیتی (metaplasticity) می نامند نیز صادق است.
هوش مصنوعی(Synthetic)
احتمالا هنوز راه زیادی مانده تا بتوانیم چیزی شبیه به هوش انسانی بسازیم.
با این وجود، تحقیقات بر روی شبکه های نانوسیم نورومورفیک نشان می دهد که امکان پیاده سازی ویژگی های ضروری برای هوش (مانند یادگیری و حافظه) در سخت افزار فیزیکی و غیر بیولوژیکی وجود دارد.
شبکه های نانوسیمی با شبکه های عصبی مصنوعی مورد استفاده در هوش مصنوعی متفاوت هستند. با این حال، آنها ممکن است منجر به اصطلاح هوش مصنوعی شوند.
شاید یک شبکه نانوسیم نورومورفیک روزی یاد بگیرد که مکالمه کند و بیشتر از ChatGPT شبیه انسان باشد و همه چیز را به خاطر بسپارد.
منبع: sciencealert
5858
منبع: خبرآنلاین