شبیه سازی کامپیوترها به مغز: محققان استنفورد اولین سیناپس مصنوعی را ایجاد کردند

قرن‌ها تکامل، مغز انسان را به کارآمدترین ماشین موجود در جهان تبدیل کرده است. با وجود این واقعیت که مغز انسان فقط برق کافی برای تامین انرژی یک چراغ LED تولید می کند، می تواند اطلاعات را با سرعت 268 مایل در ساعت جابجا کند و فضای ذخیره سازی نزدیک به 2.5 پتابایت (2.5 میلیون گیگابایت) تخمین زده می شود. جای تعجب نیست که دانشمندان در حال کار برای ایجاد رایانه هایی هستند که کارایی مغز را تقلید می کنند.  

مغز چگونه یاد می گیرد؟ 

تیمی از محققان دانشگاه استنفورد در گامی پیشگام به سمت ایجاد رایانه ای شبیه مغز، اولین سیناپس مصنوعی را در سال 2017 توسعه دادند. سیناپس ناحیه بین دو نورون است. هر زمان که چیز جدیدی یاد می گیریم، سیگنال های الکتریکی از یک نورون عبور می کنند و باعث آزاد شدن مواد شیمیایی به نام انتقال دهنده های عصبی می شوند. انتقال دهنده های عصبی سیناپس را عرض می کنند و به گیرنده های روی نورون دوم متصل می شوند و اساسا سیگنال الکتریکی را انتقال می دهند. بیشترین انرژی در اولین باری که از سیناپس عبور می شود صرف می شود زیرا هر اتصال متوالی به انرژی کمتری نیاز دارد. اینگونه است که مغز به طور موثر همه چیزهایی را که آموخته می‌آموزد و به خاطر می‌آورد.  

سیناپس مصنوعی چگونه کار می کند؟ 

سیناپس مصنوعی که بر اساس طراحی باتری ساخته شده و با مواد آلی ساخته شده است، فرآیند یادگیری مغز را تکرار می کند. محققان به‌طور مداوم سیناپس مصنوعی را تخلیه و شارژ می‌کردند تا روشی را تقلید کنند که ارتباطات عصبی با یادگیری تقویت می‌شود. این به دانشمندان اجازه داد تا ولتاژ مورد نیاز برای تحریک سیناپس به یک حالت الکتریکی خاص را پیش بینی کنند. هنگامی که به آن نقطه رسید، سیناپس مصنوعی در آن حالت باقی ماند.   

این به رایانه های آینده اجازه می دهد تا کار شما را بدون هیچ گونه اقدام اضافی به یاد بیاورند. انواع وظایفی که ما انتظار داریم دستگاه‌های محاسباتی ما انجام دهند، نیازمند محاسباتی هستند که مغز را تقلید می‌کنند، زیرا استفاده از محاسبات سنتی برای انجام این کارها واقعاً تشنه انرژی است. A. Alec Talin، یکی از نویسندگان ارشد مقاله پروژه می‌گوید: «ما دستگاهی را نشان داده‌ایم که برای اجرای این ... الگوریتم‌ها ایده‌آل است و انرژی کمتری مصرف می‌کند.