محققان دپارتمان مهندسی برق و علوم کامپیو‌تر دانشگاه DGIST در کره جنوبی، نسل جدیدی از فناوری نیمه‌رسانا برای محصولات هوش مصنوعی را توسعه داده‌اند که از مکانیسم مغز انسان برای پردازش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی و سیستم‌های نورومورفیک الهام گرفته شده است.

بر اساس مقاله‌ای که در نشریه منتشر شده است، محققان کره جنوبی یک دستگاه نورومورفیک ساخته‌اند که قادر است سطوح مختلفی از داده‌ها را به روشی مشابه نورون‌ها ذخیره کند. آن‌ها ترانزیستور‌های سیناپسی را با بهره‌گیری از اکسید هافنیوم که خواص الک‌تریکی قوی دارد و لایه‌های نازک از دی‌سولفید قلع، گسترش داده‌اند.

نیمه‌رسانای دستگاه‌های هوش مصنوعی با الهام از مغز انسان

پیشرفت روزافزون هوش مصنوعی باعث افزایش تقاضا برای فناوری‌های نوین نیمه‌رسانا شده است. دستگاه‌های محاسباتی و نیمه‌رسانای سنتی با معماری فون‌نو که از حافظه‌های جداگانه استفاده می‌کنند، معایبی دارند. این دستگاه‌ها از نظر شدت و کارایی انرژی پایین هستند. در اینجا است که دستگاه‌های نورومورفیک که عملکرد‌های محاسباتی و حافظه هم‌زمان نورون‌های انسان را تقلید می‌کنند، مورد توجه قرار گرفته‌اند.

محققان با بکارگیری ویژگی‌های بیولوژیکی مغز انسان در دستگاه جدید خود، موفقیت‌آمیز عمل کرده‌اند. دستگاه آن‌ها در برخی موارد حتی کارآمد‌تر از مغز انسان است و ده‌هزار برابر سریع‌تر از سیناپس‌های انسان پاسخ می‌دهد و انرژی بسیار کمی مصرف می‌کند. مصرف انرژی در هوش مصنوعی امری حیاتی است؛ برای مثال چت‌بات ChatGPT روزانه بیش از نیم می‌لیون کیلووات‌ساعت برق مصرف می‌کند. به همین دلیل توسعه یک فناوری نیمه‌رسانای نوین که با حفظ کارایی، مصرف انرژی کمتری داشته باشد، توجه محققان را به خود جلب کرده است.

محققان می‌گویند این تحقیق گامی مهم در مسیر معماری محاسباتی نسل بعدی است که نیازمند مصرف انرژی کم و محاسبات با شدت بالا است. سخت‌افزار نورومورفیک با کارایی بالا آن‌ها، با بهره‌گیری از کانال‌های دو بعدی و اکسید هافنیوم فروالک‌تریک، در آینده می‌تواند کاربرد‌های متنوعی در حوزه هوش مصنوعی و یادگیری ماشین داشته باشد.