Οι υπολογιστές που μπορούν να χειριστούν προηγμένες γνωστικές εργασίες, όπως η αναγνώριση γλώσσας και εικόνων - ή που έχουν υπεράνθρωπες δεξιότητες στο σκάκι - έχουν κάνει μεγάλο αντίκτυπο τα τελευταία χρόνια χάρη στις τεχνολογίες AI.
Ταυτόχρονα, ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι μέχρι στιγμής ανώτερος όσον αφορά το πόσο αποτελεσματικά μπορούν να εκτελέσει διάφορες εργασίες.
- Η εύρεση νέων τρόπων για την πραγματοποίηση υπολογισμών που είναι παρόμοιοι με τις ενεργειακά αποδοτικές διαδικασίες του εγκεφάλου αποτελεί σημαντικό ερευνητικό στόχο εδώ και δεκαετίες. Οι γνωστικές εργασίες όπως η αναγνώριση εικόνας και φωνής απαιτούν αρκετά μεγάλη ισχύ του υπολογιστή και πιο ενεργειακά αποδοτικές λύσεις είναι ιδιαίτερα σημαντικές σε κινητές εφαρμογές όπως κινητά τηλέφωνα, drones ή δορυφόροι, λέει ο Johan Åkerman, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Γκέτεμποργκ, σε ταχυδρομική αποστολή.
Σε συνεργασία με μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Τοχόκου στην Ιαπωνία, ηγήθηκε μιας μελέτης που τώρα έχει κάνει ένα σημαντικό βήμα στην πορεία. Στη μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Materials, οι ερευνητές κατάφεραν για πρώτη φορά να συνδέσουν τα δύο βασικά εργαλεία που είναι διαθέσιμα για τους προηγμένους υπολογισμούς: τα δίκτυα ταλαντωτών και τα memristors.
Οι ταλαντωτές μπορούν να περιγραφούν ως ταλαντευόμενα κυκλώματα που μπορούν να εκτελέσουν υπολογισμούς και που μπορούν να παρομοιαστούν με ανθρώπινα νευρικά κύτταρα. Τα memristors είναι προγραμματιζόμενες αντιστάσεις που μπορούν επίσης να εκτελέσουν υπολογισμούς και έχουν επίσης ενσωματωμένη μνήμη και, επομένως, μπορούν να συγκριθούν με κελιά μνήμης. Τώρα που οι ερευνητές μπόρεσαν να ενσωματώσουν και τα δύο, σημείωσαν μεγάλη πρόοδο στην έρευνα τους.
- Αυτή είναι μια σημαντική ανακάλυψη γιατί δείξαμε ότι είναι δυνατός ο συνδυασμός μιας συνάρτησης μνήμης με μια συνάρτηση υπολογισμού στο ίδιο στοιχείο. Αυτά τα εξαρτήματα λειτουργούν περισσότερο σαν τα νευρωνικά δίκτυα στον εγκέφαλο, και ως εκ τούτου μπορούν να γίνουν σημαντικά δομικά στοιχεία στο μέλλον, πιο εγκεφαλικοί υπολογιστές, λέει ο Johan Åkerman.
Σύμφωνα με τον Johan Åkerman, η ανακάλυψη ανοίγει για ταχύτερη, πιο ομαλή και λιγότερο ενεργοβόρα τεχνολογία σε διάφορους τομείς. Τονίζει ότι είναι μεγάλο πλεονέκτημα ότι η ερευνητική ομάδα κατάφερε να παράγει τα συστατικά σε εξαιρετικά μικρά σχήματα: εκατοντάδες εξαρτήματα μπορούν να τοποθετηθούν σε μια επιφάνεια που αντιστοιχεί στο μέγεθος ενός βακτηρίου. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντικό για μικρότερες εφαρμογές όπως τα κινητά τηλέφωνα.
- Πολλές λειτουργίες στα κινητά τηλέφωνα θα διευκολυνθούν με πιο ενεργειακά αποδοτικές υπολογιστικές δυνατότητες. Ένα παράδειγμα είναι οι ψηφιακοί βοηθοί όπως η Siri ή η Google. Σήμερα, όλος ο χειρισμός γίνεται μέσω διακομιστών, επειδή οι υπολογισμοί απαιτούν υπερβολική ενέργεια για τα μικρά φορμάτ των κινητών. Αν οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν τοπικά, απευθείας στο κινητό, μπορούν να γίνουν πιο γρήγορα και ευκολότερα όταν δεν απαιτείται σύνδεση με διακομιστές, αναφέρει ο καθηγητής.
Αναφέρει τα αυτόνομα αυτοκίνητα και τα drones ως άλλα παραδείγματα όπου μια πιο ενεργειακά αποδοτική υπολογιστική ικανότητα θα οδηγούσε την ανάπτυξη προς τα εμπρός.
- Όσο πιο ενεργειακά αποδοτικοί είναι δυνατό να γίνουν γνωστικοί υπολογισμοί, τόσο περισσότερες εφαρμογές ανοίγουν. Επομένως, η μελέτη μας έχει πραγματικά τη δυνατότητα να προχωρήσει στο συγκεκριμενο πεδίο, λέει ο Åkerman.
