ساخت ماشینی با قدرت حافظه و استدلال انسان

فیلم‌های علمی تخیلی روبات‌هایی را نشان می‌دهند که عملکردی مشابه مغز انسان دارند، از قرار معلوم با دستاوردهای تازه دانشمندان به تحقق چنین روبات‌هایی نزدیکیم؛ چرا که محققان به کمک ترانزیستورهای سیناپسی جدید ،ماشینی خواهند ساخت که حافظه و استدلال دارد. دانشمندان می‌گویند برای نخستین بار موفق شده‌اند یک ترانزیستور سیناپسی بسازند که در دمای اتاق کار می‌کند. پیش‌ از این، ترانزیستورهای سیناپسی تنها می‌توانستند در دماهای بسیار پایین کار کنند. به گزارش لایوساینس، این ترانزیستور از بهترین سامانه‌های یادگیری ماشینی موجود نیز بهتر عمل می‌کند. ترانزیستور سیناپسی جدید می‌تواند مانند مغز انسان اطلاعات را ذخیره و پردازش ‌کند و دسته‌ای از اعمال شناختی را که بسیاری از سامانه‌های هوش مصنوعی امروزی با آن‌ها درگیرند، انجام دهد. به گفته دانشمندان، این فناوری درواقع ساختار و عملکرد مغز انسان را تقلید می‌کند. به‌عبارت‌ دیگر، این ترانزیستور به شکلی کار می‌کند که توان پردازش و حافظه در آن کاملا یکپارچه‌‌اند و با ساختار محاسباتی متداول که در آن پردازنده و حافظه اجزای فیزیکی جداگانه‌ای به شمار می‌روند، متفاوت است. مارک هرسام، استاد علم مواد، مهندسی و محاسبات در دانشگاه نورث‌وسترن و یکی از دانشمندان سرپرست این پژوهش، می‌گوید که ساختار مغز به‌طورکلی با یک رایانه دیجیتال متفاوت است. به گفته او، داده‌ها در یک رایانه دیجیتال بین یک میکرو پردازنده و حافظه جابه‌جا می‌شوند و این کار انرژی زیادی مصرف می‌کند و در زمان انجام چند کار به‌طور همزمان نیز مانع ایجاد می‌کند. دانشمندان در مجله نیچر نوشته‌اند ترانزیستور سیناپسی به دلیل یکپارچه کردن توان محاسباتی و حافظه، می‌تواند ازنظر کارایی انرژی به‌طور قابل‌توجهی بهتر باشد و داده‌ها را با سرعت فوق‌العاده‌ بیشتری جابه‌جا کند. به گفته آن‌ها، امروز به این نوع جدید از ساختار محاسباتی نیاز داریم، چراکه تکیه بر قطعات الکترونیکی معمول درحالی‌که در عصر داده‌های بزرگ (بیگ‌دیتا) به سر می‌بریم کافی نیست. دانشمندان می‌گویند امروزه تقاضای بسیاری برای کارهای محاسباتی هوش مصنوعی وجود دارد و این مستلزم صرف انرژی بسیار است و دیگر نمی‌توان بر قطعات الکترونیکی رایج تکیه کرد. دانشمندان پیش‌ از این نیز ترانزیستورهای سیناپسی ساخته بودند، اما آن‌ ترانزیستورها تنها در دماهای بسیار سرد کار می‌کردند. در ترانزیستور جدید از موادی استفاده شده است که در دمای اتاق کار می‌کنند. محققان تراشه را با آموزش داده‌ها به آن آزمایش کردند تا بتواند الگوها را تشخیص دهد. سپس توالی جدید ناهمسانی را که شبیه به داده‌های آموزشی بودند، به تراشه نشان دادند. این فرایند که با عنوان «یادگیری انجمنی» شناخته می‌شود، فرایندی است که اغلب سامانه‌های یادگیری ماشینی نمی‌توانند آن را به‌خوبی انجام دهند. در موجودات زنده، یادگیری انجمنی به توانایی یادگیری و ایجاد خاطرات گفته می‌شود که به آن‌ها امکان می‌دهد رفتار خود را بر اساس تجربیات پیشین تطبیق دهند و چیزی در مورد ارتباط میان دو رویداد متمایز بیاموزند.