Александр Гурьянов

ИИ требует микропроцессор-ного оборудования нового типа, которое будет адаптировано под его задачи. В современных цифровых компьютерах запись и обработка информации ведется с помощью электрических зарядов и их перемещения. Однако уже десятилетия развиваются оптоэлектронные приборы, в которых данные передает свет. Такие элементы значительно легче компоновать и сопрягать. Если нейроморфные чипы соединить оптическими связями, то можно строить процессоры и сенсоры, которые будут успешно решать сложные задачи.

Сегодня инженеры оснащают сложными микропроцессорами смартфоны, часы, всевозможные датчики, бытовую технику и прочие знакомые нам предметы. Они объединяются в интернет вещей, и, чтобы он работал, необходимы автономные процессоры новых поколений, желательно реконфигурируемые и энергосберегающие.

Недавно большая группа исследователей из Массачусетского технологического института (среди которых нет ни одной европейской фамилии) под руководством постдока Кима Хюнсеока (Hyunseok Kim) предложила новую технологию трехмерной послойной интеграции в единый процессор сенсоров и чипов с мемристорами. Эти искусственные нейроны эффективно производят параллельные вычисления и классифицируют информацию, полученную по световым каналам.

Чип размером 4 мм2 состоит из чередующихся слоев сенсорных и процессорных элементов. Слои связывает стандартизованная оптоэлектроника. Это позволяет безболезненно заменять и модифицировать отдельные слои.

ИИ тренировали на распознавании букв M, I и T. Светодиодная матрица передавала световые сигналы на процессорные слои, которые классифицировали сигнал. Когда оказалось, что ИИ иногда путает I и T, ученые дополнительно добавили нейроморфный слой, подавляющий шумы. После этого ИИ стал работать идеально. Гибридные приборы дают преимущества в скорости и надежности передачи данных.

Новая технология позволит сопрягать самые различные слои и получать большое разнообразие чипов, предназначенных для создания компьютеров нового типа. Области применения технологии немерены. Это и камеры смартфонов, и мониторы здоровья, и носимая электронная кожа, предназначенная для отслеживания жизненно важных параметров.


Nature Electronics 5, 386, 2022

 
Разные разности
Микробы делают чай вкуснее
Что влияет на количество теанина в чае? Этот вопрос исследовали китайские ученые. Они тщательно изучили и сравнили по содержанию теанина 17 сортов чая и выяснили, что все зависит от количества и активности азотфиксирущих бактерий, обитающих на к...
Анатомия «Руанского собора»
В Музее изобразительных искусств имени Пушкина в Москве в феврале и марте прошла необычная выставка. Всего две картины Клода Моне — «Руанский собор в полдень» и «Руанский собор вечером». А рядом были представлены результаты физико-хими...
Пирожное как источник топлива
На волне интереса к биотопливу появилась идея использовать невостребованные хлебобулочные изделия в качестве сырья для биотоплива. А почему бы и нет? Хлеб содержит много крахмала. Он легко расщепляется ферментами на молекулы сахара, которые затем дро...
Универсальное противоядие
Ученые Исследовательского института Скриппса изучили нейротоксины, вырабатываемые многочисленными ядовитыми змеями и создали универсальное противоядие против ядов крайтов, тайпанов, кобр и мамбы.