Фото: Алон Леффлер

Science Advances: нановолоконные сети учатся и запоминают, как человеческий мозг

Международная группа под руководством ученых из Сиднейского университета показала, что сети нанопроводов могут обладать как краткосрочной, так и долгосрочной памятью, подобно человеческому мозгу.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances под руководством доктора Алона Леффлера.

«В этом исследовании мы обнаружили, что когнитивные функции высшего порядка, которые мы обычно связываем с человеческим мозгом, могут быть имитированы в небиологических устройствах, — делится д-р Леффлер. — Эта работа основывается на наших предыдущих исследованиях, в которых мы показали, как нанотехнологии могут быть использованы для создания электрического устройства на основе мозга с нейронной сетью и синапсами».

Отмечается, что работа открывает путь к воспроизведению мозгоподобного обучения и памяти в небиологических аппаратных системах и предполагает, что природа мозгоподобного интеллекта может быть физической.

Нанопроводные сети — это разновидность нанотехнологий, которые обычно изготавливаются из крошечных высокопроводящих серебряных проводов, невидимых невооруженным глазом, покрытых пластиком, которые располагаются один над другим в виде решетки. Эти провода имитируют некоторые аспекты сетевой физической структуры человеческого мозга.

Достижения в области нанопроводов могут стать предвестником многих реальных применений, таких как прогресс в робототехнике или сенсорных устройствах, которые должны быстро принимать решения в непредсказуемых условиях.

«Эта сеть нанопроводов похожа на синтетическую нейронную сеть, потому что нанопровода ведут себя как нейроны, а места, где они соединяются друг с другом, похожи на синапсы», — поясняет ведущий автор работы профессор Зденка Кунчич из Школы физики.

Вместо того чтобы решать задачи машинного обучения, доктор Леффлер в этом исследовании пошел на шаг дальше и попытался доказать, что нанопроволочные сети обладают некоторой когнитивной функцией.

Чтобы проверить возможности нанопроволочной сети, исследователи провели с ней тест, схожий с распространенной задачей на запоминание, используемой в психологических экспериментах на людях, под названием задача N-Back.

У людей задача N-Back может включать запоминание конкретной картинки кошки из серии последовательно предъявляемых картинок кошек. Оценка 7 баллов по шкале N-Back, которая является средней оценкой у людей, означает, что человек может узнать ту же картинку, которая появилась семь шагов назад.

Применительно к сети нанопроводов исследователи обнаружили, что она может «запомнить» нужную конечную точку в электрической цепи на семь шагов назад, что соответствует оценке 7 баллов по тесту N-Back.

Эксклюзивный перевод

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Ученые провели исследование: COVID-19 отнимает до 20 лет жизни у мозга

1 204 Группа ученых под руководством Бенедикта Майкла, директора лаборатории инфекционной нейробиологии Ливерпульского университета, установила, что …