นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งอินเดีย (IISc) เบงกาลูรู ได้ทำงานเกี่ยวกับการใช้วัสดุที่เกิดขึ้นใหม่ที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์เลียนแบบการทำงานของสมองที่สมองสามารถทำงานได้อย่างรวดเร็ว
“ในขณะที่ข้อเสนอเกี่ยวกับอุปกรณ์ซินแนปติกหลายแบบมีอยู่ในวรรณกรรม แต่ก็ไม่มีใครช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างโครงข่ายประสาทเทียมกับโครงข่ายประสาทเทียม งานของเราได้แสดงให้เห็นว่าระบบที่กำลังพัฒนาที่สามารถเลียนแบบการทำงานของสมองนั้นทำได้ มันสามารถช่วยให้คอมพิวเตอร์ทำหน้าที่เกี่ยวกับการรับรู้ ระบุผู้คนจากฝูงชน แยกแยะกลิ่น ตลอดจนเรียนรู้และตัดสินใจ”ศาสตราจารย์ Mayank Shrivastava จาก IISc ซึ่งเป็นผู้รับทุน Swarna Jayanti Fellowship ปี 2020-21 กล่าวด้วยว่าตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ระบบคอมพิวเตอร์ขั้นสูงใช้สถาปัตยกรรม von Neumann ซึ่งใช้การประมวลผลและบล็อกหน่วยความจำแยกจากกัน แม้ว่าจะเป็นวิธีที่คุ้มค่าที่สุดในปัจจุบัน การแยกหน่วยความจำทางกายภาพออกจากบล็อกการประมวลผลได้กลายเป็นตัวจำกัดอัตราสำหรับการผลักดันความสามารถในการคำนวณของระบบนาโนอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง
นอกจากนี้ สถาปัตยกรรมของฟอน นอยมันน์ยังล้มเหลวจริง เวลาประมวลผลข้อมูลที่สมองของมนุษย์สามารถประมวลผลได้ภายในเสี้ยววินาที โดยคำนึงถึงช่องว่างเหล่านี้ สถาปัตยกรรมทางเลือกที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการจัดระเบียบของเซลล์ประสาท (หน่วยประมวลผล) และประสาท (หน่วยความจำ) ในสมองของมนุษย์ที่เลียนแบบพฤติกรรมการใช้คอมพิวเตอร์เหมือนสมอง ได้รับการสำรวจอย่างมีนัยสำคัญในทศวรรษที่ผ่านมา
การวิจัยจำนวนมากเพื่อทำความเข้าใจกลไกพื้นฐานของสมองและการสำรวจสถาปัตยกรรมหน่วยความจำแบบใหม่ต่างๆ ทำให้ชุมชนวิศวกรรมมีความมั่นใจว่าการพัฒนาระบบที่สามารถเลียนแบบการทำงานของสมองได้นั้นเป็นเป้าหมายที่ทำได้ในทศวรรษต่อๆ ไป องค์ประกอบสำคัญของสถาปัตยกรรมดังกล่าวคืออุปกรณ์หน่วยความจำที่เรียกว่าไซแนปส์เทียม ซึ่งต้องทำงานบนหลักการทางชีววิทยา/ซินแนปติก
ศาสตราจารย์ศรีวัสตาวากำลังสำรวจวัสดุต่างๆ เช่น แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ที่มีความบางเป็นอะตอม วัสดุสองมิติ เช่น Graphene และ Transition metal dihalcogenides (TMDCs) สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ อุปกรณ์ไฟฟ้า อิเล็กโทรออปติก Thz หน่วยความจำ และแอปพลิเคชันควอนตัม เมื่อใช้ Graphene และ 2D-TMDCc เขาขยายความสามารถของอุปกรณ์หน่วยความจำเพื่อทำงานบนหลักการทางชีววิทยา/ซินแนปติก และเชื่อมช่องว่างระหว่างโครงข่ายประสาทเทียมกับโครงข่ายประสาทเทียม
ปัจจุบันร่วมกับกลุ่มวิจัยของเขา เขาใช้ Graphene และ 2D-TMDCc กำลังพัฒนาวงจรนิวโรมอร์ฟิคที่มีความหนาไม่กี่อะตอม อุปกรณ์กำลังสูงพิเศษที่ใช้ GaN ที่มีความน่าเชื่อถือสูง และอุปกรณ์/วงจรสำหรับการทำงานที่ความถี่ THz
ผลงานของศาสตราจารย์ศรีวาสตาวาส่งผลให้มีการตรวจสอบโดยเพื่อนมากกว่า 150 ครั้ง สิ่งพิมพ์ระหว่างประเทศและสิทธิบัตรประมาณ 50 รายการ และเขาได้ก่อตั้งบริษัทผลิต GaN ขึ้นชื่อ AGNIT Semiconductors
สิทธิบัตรเหล่านี้ส่วนใหญ่ได้รับอนุญาตจากบริษัทเซมิคอนดักเตอร์หรือมีการใช้งานในผลิตภัณฑ์ของตน เขายังเป็นหนึ่งในผู้ร่วมก่อตั้ง Pvt. บริษัทจำกัด
ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการคบหานี้ กลุ่มของเขาวางแผนที่จะทำงานบนอุปกรณ์ใหม่ ๆ ที่เลียนแบบพฤติกรรมที่คล้ายกับสมอง (เชิงคอมพิวเตอร์) ในที่สุด สิ่งนี้น่าจะช่วยพัฒนาวงจรนิวโรมอร์ฟิคหนาไม่กี่อะตอม ซึ่งสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนหลายอย่าง ซึ่งสมองของมนุษย์สามารถแก้ไขได้ภายในเสี้ยววินาที แต่คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถทำได้แบบเรียลไทม์
“เรายังห่างไกลจากการตระหนักถึงระบบการคำนวณที่เหมือนสมอง (แต่) งานในปัจจุบันจะเป็นหนทางเชื่อมช่องว่างที่สำคัญ”ศาสตราจารย์ Shrivastava กล่าว
FacebookTwitterLinkedin
FacebookTwitterLinkedin