Gör datorer mer hjärnliknande: Stanford-forskare skapar den första konstgjorda synapsen

Århundraden av evolution har gjort den mänskliga hjärnan till den mest energieffektiva maskinen som finns. Trots att den mänskliga hjärnan bara genererar tillräckligt med elektricitet för att driva en LED-lampa, kan den flytta information med en hastighet av 268 mph och har ett lagringsutrymme som uppskattas vara nära 2.5 petabyte (2.5 miljoner gigabyte). Det är inte konstigt att forskare arbetar med att skapa datorer som imiterar hjärnans effektivitet.  

Hur lär sig hjärnan? 

I ett banbrytande steg mot att skapa en hjärnliknande dator utvecklade ett team av forskare från Stanford University den första konstgjorda synapsen 2017. En synaps är området mellan två neuroner. När vi lär oss något nytt, färdas elektriska signaler ner i en neuron och orsakar frisättning av kemikalier som kallas neurotransmittorer. Neurotransmittorer transverserar synapsen och binder till receptorer på den andra neuronen och vidarebefordrar i huvudsak den elektriska signalen. Mest energi förbrukas första gången en synaps passeras eftersom varje följdförbindelse kräver mindre energi. Det är så hjärnan effektivt lär sig och kommer ihåg allt som lärs in.  

Hur fungerar den konstgjorda synapsen? 

Den konstgjorda synapsen, som byggdes utifrån designen av ett batteri och tillverkad av organiskt material, replikerar hjärnans inlärningsprocess. Forskare laddade ständigt ur och laddade den konstgjorda synapsen för att efterlikna hur neurala anslutningar stärks av lärande. Detta gjorde det möjligt för forskarna att förutsäga den spänning som krävs för att excitera synapsen till ett visst elektriskt tillstånd. När den väl nådde den punkten förblev den konstgjorda synapsen i det tillståndet.   

Detta gör att framtida datorer kan återkalla ditt arbete utan några ytterligare åtgärder. Den typ av uppgifter som vi förväntar oss att våra datorenheter ska göra kräver datorer som efterliknar hjärnan eftersom att använda traditionell datoranvändning för att utföra dessa uppgifter blir riktigt krafthungrig. "Vi har demonstrerat en enhet som är idealisk för att köra dessa ... algoritmer och som förbrukar ... mindre ström", säger A. Alec Talin, en av de ledande författarna av projektets uppsats.