Trong một bước đột phá về điện toán lấy cảm hứng từ não bộ, các nhà nghiên cứu từ London đã sử dụng nam châm bất đối xứng làm phương tiện tính toán. Phương pháp tiên phong này liên quan đến việc điều chỉnh các đặc tính vật lý của vật liệu cho các nhiệm vụ học máy đa dạng thông qua từ trường bên ngoài và sự thay đổi nhiệt độ.
(Ảnh: Tiến sĩ Oscar Lee)
Một dạng điện toán lấy cảm hứng từ não bộ khai thác các đặc tính vật lý bên trong của vật liệu để giảm đáng kể việc sử dụng năng lượng giờ đây đã tiến một bước gần hơn đến thực tế, nhờ một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu của UCL và Imperial College London dẫn đầu.
Sử dụng nam châm Chirus làm phương tiện tính toán
Các nhà nghiên cứu từ Đại học College London (UCL) và Imperial College London đã đạt được một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực điện toán lấy cảm hứng từ não bộ bằng cách sử dụng nam châm đối xứng (xoắn) làm phương tiện tính toán.
Kỹ thuật thú vị báo cáo rằng phương pháp cải tiến này sử dụng từ trường bên ngoài và các biến đổi nhiệt độ để điều chỉnh các đặc tính vật lý của vật liệu cho các nhiệm vụ học máy khác nhau. Nghiên cứu giải quyết một hạn chế chính trong tính toán hồ chứa vật lý, nhằm mục đích cách mạng hóa nó bằng cách bắt chước khả năng thích ứng của bộ não con người.
Tác giả chính, Tiến sĩ Oscar Lee từ Trung tâm Công nghệ nano Luân Đôn nhấn mạnh tiềm năng của máy tính tiết kiệm năng lượng hơn. Điện toán truyền thống, với các bộ phận riêng biệt để lưu trữ và xử lý dữ liệu, tiêu thụ quá nhiều năng lượng và tạo ra nhiệt.
Điện toán hồ chứa vật lý, một phương pháp tiếp cận lấy cảm hứng từ não bộ, mô phỏng thần kinh, loại bỏ nhu cầu về bộ nhớ và bộ xử lý riêng biệt, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và tích hợp liền mạch vào mạch hiện có.
Nghiên cứu này đánh dấu một bước tiến tới các máy tính đòi hỏi ít năng lượng hơn đáng kể và điều chỉnh các đặc tính tính toán của chúng để đạt hiệu suất tối ưu trong nhiều nhiệm vụ khác nhau, tương tự như bộ não con người.
Cũng đọc: Cấu trúc thượng tầng từ tính đầy hứa hẹn có thể sớm biến 6G thành hiện thực
Được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu đến từ Nhật Bản và Đức, nghiên cứu đã sử dụng máy phân tích mạng vectơ để đánh giá mức độ hấp thụ năng lượng của nam châm bất đối qua các cường độ từ trường và nhiệt độ khác nhau, từ -452 ° F (-269 ° C) đến nhiệt độ phòng.
Khám phá hấp dẫn đó là các pha từ tính riêng biệt của nam châm bất đối hoạt động xuất sắc trong các nhiệm vụ tính toán cụ thể, theo báo cáo của Cảnh báo Eurek. Pha skyrmion, đặc trưng bởi các hạt từ hóa xoáy theo mô hình xoáy, thể hiện khả năng ghi nhớ mạnh mẽ, phù hợp cho các nhiệm vụ dự báo.
Mặt khác, pha hình nón, có bộ nhớ tối thiểu nhưng có tính phi tuyến đặc biệt, tỏ ra có hiệu quả cao đối với các nhiệm vụ chuyển đổi và phân loại, chẳng hạn như nhận dạng động vật.
Nỗ lực hợp tác
Nỗ lực này có sự tham gia của các nhà nghiên cứu từ UCL, Imperial College London, Đại học Tokyo và Technische Universität München, nhận được sự hỗ trợ từ các tổ chức như Leverhulme Trust, EPSRC, Học viện Kỹ thuật Hoàng gia, Cơ quan Khoa học và Công nghệ Nhật Bản, Giải thưởng Khuyến khích Nghiên cứu Katsu, Asahi Glass và Quỹ nghiên cứu Đức (DFG).
Tiến sĩ Jack Gartsnide, đồng tác giả của nghiên cứu từ Imperial College London, đã nhấn mạnh việc các cộng tác viên tại UCL đã xác định được các tài liệu gần đây cho điện toán độc đáo. Những vật liệu này nổi bật nhờ khả năng độc đáo trong việc hỗ trợ nhiều loại kết cấu từ tính đa dạng.
Như đã đăng trên Tài liệu nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã phát triển một kiến trúc điện toán mô phỏng thần kinh sử dụng các đặc tính phức tạp của những vật liệu này để đáp ứng nhu cầu của các nhiệm vụ đầy thách thức khác nhau. Các kết quả thật đáng chú ý, cho thấy việc cấu hình lại các pha vật lý có thể trực tiếp điều chỉnh hiệu suất của điện toán mô phỏng thần kinh như thế nào.
Nghiên cứu đột phá này gợi ý về tiềm năng cho một kỷ nguyên mới của máy móc thích ứng và tiết kiệm năng lượng, lấy cảm hứng từ sự phức tạp của bộ não con người. Thử thách sắp tới của nhóm liên quan đến việc xác định các vật liệu có khả năng mở rộng và khả thi về mặt thương mại cùng với kiến trúc thiết bị để tiếp tục phát triển công việc của họ.
ⓒ 2023 TECHTIMES.com Mọi quyền được bảo lưu. Không sao chép mà không được phép.