Магниты и эффективность

Александр Гурьянов
(«ХиЖ», 2022, №8)

Как было сказано в статье «Расширение интеллекта», искусственные нейронные сети моделируют работу мозга, в процессе которой нейроны «разговаривают» друг с другом и сохраняют информацию. Изначально математический аппарат нейросетей физики разрабатывали для описания взаимодействующих атомных спинов или наномагнитов. Они могут быть в разных состояниях в зависимости от начальной намагниченности каждого и воздействующего на них магнитного поля. Физики нашли способ посчитать число магнитов в каждом состоянии. Однако использовать спиновую элементную базу для построения компьютера они не могли, так как не понимали, как вводить и извлекать информацию. Вместе этого расчеты выполняли на стандартных компьютерах с программной эмуляцией магнитных взаимодействий.

Команда ученых физического факультета Имперского колледжа Лондона под руководством доктора Уилла Брэнфорда (Will Branford) добилась наконец успеха. Она сумела придумать алгоритм подсчета числа магнитов в различных состояниях при воздействии поля и предложить электромагнитный метод записи и считывания информации с наномагнитов. Так они впервые однозначно доказали, что сети наномагнитов можно практически использовать для решения задач ИИ. Например, для вычисления временных рядов при предсказании и регулировании уровней инсулина у больных диабетом.

Даже самые малые задачи, которые решает ИИ, требуют колоссальных энергозатрат. К примеру, программа тренировки ИИ на сборку кубика Рубика потребляет энергию, эквивалентную двум часам работы средней АЭС. И существенная ее доля связана с работой обычного компьютера по переносу электрических зарядов. Один из первых авторов, доктор Джек Гартсайд (Jack Gartside), говорит, что новый метод позволит и сэкономить энергию на расчетах и избавиться от программ эмуляции магнитных взаимодействий. Он резко снизит стоимость работы ИИ, которая нынче удваивается каждые три с половиной месяца.

Наномагниты не переносят заряд, они проводят коллективные электромагнитные возбуждения, так называемые магноны. Питать их можно от солнечных батарей. Инновация английских ученых способна повысить энергоэффективность ИИ в 100 тысяч раз. Сейчас команда ученых занята изготовлением чипа, который можно будет интегрировать и в обычные компьютеры. Эти магнитные чипы смогут работать на метеостанциях, считывать биометрические данные, обрабатывать сигналы различных сенсоров и много чего еще.

(Nature Nanotechnology, 17, 460, 2022)

123

Разные разности

25.09.2022 14:00:00

Как вы думаете, что важнее — есть много фруктов или есть фрукты часто? Казалось бы, какая разница. А между тем разницу обнаружили исследователи из Астонского университета в Бирмингеме.

>>
23.09.2022 14:00:00

В Формуле-1 всегда бытовало твердое убеждение, что здесь работает «правило 80/20»: машина/команда отвечают за 80% успеха в гонке, а мастерство пилота — только за 20%. Но, как выяснили ученые из Университета Летбриджа, эта формула ошибочна.

>>
21.09.2022 16:00:00

Компания Virginia Tech вместе со специалистами из двух университетов США работает над перчатками для подводных манипуляций Octa-glove. Принцип их работы позаимствован у щупалец осьминога.

>>
17.09.2022 16:00:00

Одуванчики продолжают распространяться по миру. И делают это поразительно успешно. Потому что используют надежные и изощренные технологии, созданные природой. Например, семена одуванчиков — одни из лучших летунов.

>>
16.09.2022 18:00:00

Ученые из Университета Райса представили бесконтактную оптическую систему мониторинга деформаций, которая включает в себя тензочувствительную краску и портативное оборудование для считывания информации с нее.

>>