محققان دپارتمان مهندسی برق و علوم کامپیوتر DGIST کره جنوبی، نسل تازه فناوری نیمه‌رسانا برای محصولات هوش مصنوعی را گسترش داده‌اند که از مکانیسم مغز انسان برای پردازش‌های مبتنی هوش مصنوعی و سیستم‌های نورومورفیک الهام گرفته است.

بر پایه مقاله منتشرشده در Advanced Science، محققان کره جنوبی یک دستگاه نورومورفیک تشکیل کرده‌اند که قادر به ذخیره سطوح مختلفی از داده‌ها به روشی شبیه نورون‌ها است. آن‌ها درواقع ترانزیستورهای سیناپسی را با منفعت گیری از اکسید هافنیوم، که خواص الکتریکی قوی دارد و لایه‌های نازکی از دی سولفید قلع، گسترش دادند.

نیمه‌رساناهای دستگاه‌های هوش مصنوعی با الهام از مغز انسان

پیشرفت روزافزون هوش مصنوعی علتافزایش تقاضا فناوری‌های تازه نیمه‌رسانا شده است. دستگاه‌های محاسباتی و نیمه‌رساناهای سنتی با معماری فون‌نویمان که از حافظه‌های جداگانه منفعت گیری می‌کنند، دارای ضعف‌هایی می باشند. این دستگاه‌ها شدت و کارایی انرژی پایینی دارند. اینجاست که دستگاه‌های نورومورفیک که عملکردهای محاسباتی و حافظه هم‌زمان نورون‌های انسان را پیروی می‌کنند، مورد دقت قرار گرفته‌اند.

محققان با پیروزی ویژگی‌های بیولوژیکی مغز انسان را در دستگاه تازه خود پیروی کردند. دستگاه آن‌ها در برخی موارد حتی زیاد کارآمدتر از مغز انسان است و ۱۰ هزار برابر سریع تر از سیناپس‌های انسان جواب می‌دهد و انرژی زیاد مقداری مصرف می‌کند. مصرف انرژی در هوش مصنوعی امر مهمی است، برای مثال چت‌بات ChatGPT روزانه بیشتر از نیم میلیون کیلووات‌‌ساعت برق مصرف می‌کند؛ به همین علت گسترش یک فناوری نیمه‌رسانا تازه که با نگه داری کارایی، مصرف انرژی کمتری داشته باشد، دقت محققان را جلب کرده است.

محققان می‌گویند که این تحقیق گامی مهم به سوی معماری محاسباتی نسل بعدی است که به مصرف انرژی کم و محاسبات با شدت بالا نیاز دارد. سخت‌افزار نورومورفیک با کارایی بالا آن‌ها، با منفعت گیری از کانال‌های دوبعدی و اکسید هافنیوم فروالکتریک در آینده می‌تواند کاربردهای مختلفی درزمینه هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی داشته باشد.