Tekoälyä spintroniikalla

Tohoku Universityn tutkijat ovat ensimmäisinä osoittaneet spintroniikkapohjaisen tekoälyn perusoperaation.

Tekoäly, joka emuloi tiedonkäsittelytoimintaa aivoissa, voi nopeasti suorittaa monimutkaisia tehtäviä, kuten kuvan tunnustamista ja sään ennustamista, on herättänyt yhä enemmän huomiota ja on jo osittain hyötykäytössä.

Nykyisin käytetty tekoäly toimii perinteisen puolijohdepohjaisen integroidun piiritekniikan puitteissa. Kuitenkin sillä ei ole ihmisen aivojen tiiviyden ja pienitehoisuuden piirrettä. Jotta tähän haasteeseen vastata, on toteutettava yksittäinen piiritekninen laite, jolla on synapsin rooli.

Tohoku Universityn tutkimusryhmän kehittämässä ratkaisussa on otettu käyttöön heidän äskettäin kehittämänsä spintroniset rakenteet, jotka sisältävät mikro-skaalan magneettista materiaalia.

Käytetty spintroninen laite pystyy muistamaan väliarvoja välillä 0 ja 1 toimien analogisessa muodossa toisin kuin tavanomaiset magneettiset laitteet, ja täten suorittaa oppimisen toiminnon, joka synapsit palvelevat aivoissa.

Kehitettyä verkostoa käyttäen ryhmä tutki assosiatiivista muistioperaatiota, joita ei voi helposti suorittaa tavanomaisilla tietokoneilla. Useiden kokeiden kautta vahvistui, että spintronisella piirillä on oppimiskyky, jolla kehitetty keinotekoinen neuroverkko voi menestyksekkäästi yhdistää muistiin opetettuja kuvioita kohinaisista tuloista, samalla tavalla kuten ihmisen aivot voivat.

Tämän konseptin toimivuuden osoituksen odotetaan avaavan uusia näköaloja tekoälyn teknologiassa. Rakenne on pienikokoinen ja saavuttaa nopean käsittelyn erittäin pienellä virrankulutuksella. Tässä vaiheessa muistioperaatioiden kokeissa käytettiin kolmea eri mallia "I", "C" ja "T", jotka ilmaistiin 3 x 3 lohkoilla.

Tällaiset ominaisuudet mahdollistavat tekoälyn käytön laajasti sellaisissa sovelluksissa kuten kuvan/äänentunnistus, puettavat päätelaitteet, sensoriverkot ja terveydenhoidon robotit.

Aiheesta aiemmin:

Synapsinen transistori muistaa