Создан оптический синапс на базе аналога природного минерала тенорита

МОСКВА, 18 августа. /ТАСС/. Исследователи из России выяснили, что кристаллы из аналога природного минерала тенорита под воздействием лазерного излучения ведут себя примерно таким же образом, как и синапсы в мозге человека. Это позволяет использовать их в качестве одного из базовых блоков для создания рукотворных аналогов биологических нейросетей, сообщила пресс-служба Университета ИТМО.

"Ученые ИТМО протестировали искусственные синапсы в работе. Они использовали кристаллы как платформу для обучения нейросети: ИИ должен был распознать рукописные цифры на снимках. Уже после третьей итерации точность выполнения задачи алгоритмом достигла 95% - это один из рекордных показателей для современных нейроморфных материалов", - говорится в сообщении.

Как отмечается в сообщении, процесс работы человеческого мозга радикальным образом отличается от того, как хранятся, обрабатываются и передаются данные внутри компьютеров. Нейроны могут одновременно хранить информацию и обрабатывать ее, а также воспринимать множество разнородных аналоговых сигналов. Кроме того, нервные клетки способны по-разному реагировать на те или иные стимулы, а также быстро менять свою чувствительность к отдельным наборам подобных импульсов.

Это значительным образом усложняет создание аналогов нейросетей и ведет к существенным расходам вычислительных ресурсов и энергии на работу современных сложных систем ИИ. Для решения данной проблемы ученые по всему миру, в том числе в России, разрабатывают различные искусственные аналоги нейронов и синапсов, нервных окончаний, способные воспроизводить многие аспекты работы природных нейросетей.

"Кристалл тенорита реагирует на лазерное излучение подобно тому, как биологический синапс откликается на молекулы нейромедиаторов. Интенсивность его электрического отклика на воздействие лазером зависит от частоты облучения. Чем больше раз за определенный промежуток времени лазер светит на кристалл, тем сильнее его электрический отклик, и наоборот. Такая реакция на внешний раздражитель схожа с реакцией синапсов на нейромедиаторы", - пояснил младший научный сотрудник Университета ИТМО Семен Бачинин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Проведенные исследователями опыты показали, что искусственные синапсы на базе аналогов тенорита можно использовать в качестве важной составной части рукотворных нейросетей, и при этом подобные структуры остаются стабильными и не разрушаются даже после 13 тыс. циклов воздействия лазером. Вкупе с достаточно быстрой реакцией на внешние воздействия и другими важными параметрами работы, это делает синапсы на базе тенорита перспективным материалом для создания полноценного аналога нейросетей, подытожили ученые.