Учени разработиха устройство, което може да забравя излишната информация – точно като човешкия мозък

Изследователи от Университета на щата Орегон разработиха цифрово устройство за съхранение на данни, което обединява сензори, памет и обработка на сигнали в рамките на един фототранзистор, като по този начин потенциално намалява енергопотреблението на бъдещото оборудване за изкуствен интелект.

Устройството е способно да имитира една от най-важните способности на човешкия мозък: да запазва важни спомени и с течение на времето да се освобождава от ненужната информация.

Съвременното оборудване за изкуствен интелект разделя функциите на възприятие, памет и обработка (ключови задачи на машинното възприятие) между отделни компоненти, поради което данните трябва постоянно да се прехвърлят между тях. Това прехвърляне консумира енергия и намалява ефективността. Новото устройство решава този проблем и прехвърля някои функции на паметта и обработката директно в светлинния сензор. Това се постига с помощта на фототранзистор, изработен от два различни материала.

Оксиден полупроводник образува канала на транзистора, по който протича ток. Отгоре има фоточувствителен органичен слой, който поглъща светлина и генерира електрически заряди. Когато светлината попадне върху устройството, част от зарядите се улавят от фоточувствителния слой. Дори след изчезването на светлината уловените заряди продължават да влияят върху тока, протичащ през полупроводниковия канал. По същество устройството запазва спомен за оптичния сигнал, който е засякъл по-рано.

Авторите специално подчертават, че разработената от тях памет не е статична. Чрез подаване на електрическо напрежение към затвора изследователите могат да променят положението на уловените заряди спрямо канала на транзистора. Когато зарядите се придвижват по-близо до канала, ефектът им се усилва и паметта се запазва по-дълго. Когато се отдалечават, ефектът отслабва и паметта изчезва по-бързо.

Това поведение отдалечено напомня начина, по който нашите мозъци регулират паметта. В мозъка химическите сигнали влияят върху това дали паметта ще бъде затвърдена или ще ѝ бъде позволено да изчезне. В представеното устройство електрическият сигнал изпълнява аналогична роля, осигурявайки на хардуера програмируем срок на съхранение на паметта. Такова съхранение може да бъде особено полезно за невроморфни изчисления, моделирани въз основа на биологични невронни мрежи.

В системите за машинно зрение този тип памет ще позволи филтриране, претегляне и временно съхранение на визуална информация, преди тя да достигне обикновения процесор. На робот, дрон, камера за видеонаблюдение или автономна система не е необходимо да съхраняват всеки визуален сигнал за постоянно. Чрез промяна на срока на съхранение на дадена информация може значително да се повиши ефективността на използване на устройствата. Според разработчиците, тяхното „оптоелектронно устройство представлява нова хардуерна възможност, която може да осигури по-ефективна обработка на информацията директно на ниво сензор“.