Na světě je v současně době už poměrně hodně týmů, které pracují na vývoji různých neuročipů napodobující fungování našeho mozku. Jedná se ale většinou o různé softwarové simulace nebo digitální akcelerátory simulující funkčnost synapsí a neuronů.
V základu jde totiž právě o tyto části (synapse a neuron), kterých je obrovské množství a jsou mezi sebou propojené do obří upravující se sítě. Lidský mozek má přibližně 100 miliard neuronů a triliony synapsí. Celková spotřeba je přitom velmi nízká – přibližně 10 až 20 W. Vědcům z IBM se ale podařilo dosáhnout nového milníku při vývoji umělých neuronů s použití phase-change materiálů.
Jako memristor a náš mozek
Phase-change materiály nejsou v oblasti paměťových technologií žádnou novinkou. Paměti PCM (Phase-change Memory) jsou vyvíjené už od 60. let a s postupným zlepšováním hustoty je vyrábí řada společností. Dokonce i nově uvedené paměti 3D Xpoint od Intelu a Micronu jsou vlastně druhem PCM paměti.
IBM se podařilo v posledních dvou letech s technologií phase-change pro použití v pamětech značně pokročit a dostat hustotu až na tři bity na buňku.
Nově vytvořená forma umělých neuronů ale funguje nejen jako paměť, ale také jako procesor, respektive umožňuje samotné zpracování operací jako rozpoznávání vzorů bez předešlého učení a další techniky, které začínají být čím dál důležitější v mnoha segmentech umělé inteligence a strojového učení.
Nejedná se ale o digitální technologii - podobně jako u memristorů a našeho mozku (neurony a synapse) se používá analogová technika jak pro zpracování, tak i ukládání dat.
Samostatné detekování vzorů i přes šum
Vytvořený prototyp vědci napojili na jednoduchý systém, který v rámci vstupních dat generoval elektrické impulzy jako jednotlivé pixely. Přes náhodně generovaný šum se občas objevila dvě oddělená loga IBM. Systém bez předchozího učení a lidského zásahu rozpoznal obě loga a oddělil je od šumu.
Vytvořený neuromorfický čip obsahuje pouze stovky umělých neuronů (struktury 5 x 100 neuronů) a dle testů je jejich spotřeba extrémně nízká – pouze pět pikojoulů neboli (v průměru 120 mikrowattů). Klíčová je také odolnost, za kterou mohou i použité materiály. Současná generace „přežije“ miliardy impulsů.
