Thiết kế thành công một hệ thống điện toán mô phỏng não người

Dân trí Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã thiết kế thành công một hệ thống điện toán mô phỏng não người để “bắt chước” các dây thần kinh có chọn lọc này bằng cách sử dụng các tế bào thần kinh có thể điều chỉnh cấp độ nhân tạo để phản ứng ưu tiên với các dạng kích thích cụ thể.

Khi bạn nghe thấy một âm thanh nào đó, chỉ một số tế bào thần kinh trong vỏ não thính giác của bạn hoạt động. Điều này là bởi vì mỗi tế bào thần kinh thính giác điều hưởng một phạm vi âm thanh nhất định, do đó mỗi tế bào thần kinh nhạy cảm hơn với mỗi loại và cấp độ âm thanh riêng biệt so với các tế bào thần kinh khác. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã thiết kế thành công một hệ thống điện toán mô phỏng não người để “bắt chước” các dây thần kinh có chọn lọc này bằng cách sử dụng các tế bào thần kinh có thể điều chỉnh cấp độ nhân tạo để phản ứng ưu tiên với các dạng kích thích cụ thể.

Thiết kế thành công một hệ thống điện toán mô phỏng não người - 1

Trong tương lai, các tế bào thần kinh có thể điều chỉnh mức độ có thể cho phép các hệ thống điện toán mô phỏng não người (enable neuromorphic computing systems) thực hiện các nhiệm vụ mà các máy tính thông thường không làm được như nhận dạng mẫu, khai thác kiến thức từ các nguồn dữ liệu lớn.

Mới đây, Angeliki Pantazi và các cộng sự tại IBM Research-Zurich và École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Thụy Sỹ) đã công bố một bài viết về cấu trúc mô phỏng não người này trên tạp chí Nanotechnology.

Giống như toàn bộ các cấu trúc điện toán mô phỏng não người, hệ thống mới được đề xuất này dựa trên các tế bào thần kinh và các khớp thần kinh của chúng (synapses), các khớp nối này là nơi các tế bào thần kinh gửi các tín hiệu đến các tế bào thần kinh khác. Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu các tế bào thần kinh nhân tạo cấy ghép dụng cụ vật lý đã sử dụng các vật liệu chuyển pha. Những vật liệu này có hai trạng thái rất bền vững: trạng thái điện trở suất thấp, kết tinh trong suốt và trạng thái điện trở suất cao, vô định hình. Cũng như việc tính toán thông thường, các trạng thái này có thể chuyển đổi bằng một điện áp. Khi độ dẫn nhiệt của các tế bào thần kinh vượt quá một ngưỡng nào đó, tế bào thần kinh hoạt động mạnh mẽ.

“Chúng tôi đã xác định được rằng các thiết bị memristive chuyển pha có thể sử dụng để tạo ra các tế bào và các khớp thần kinh nhân tạo để lưu trữ và xử lý dữ liệu”, Evangelos Eleftheriou, đồng tác giả nghiên cứu thuộc IBM Research-Zurich, cho biết. “Tế bào thần kinh chuyển pha sử dụng cấu hình pha của vật liệu chuuyển pha để biểu hiện trạng thái bên trong, điện thế màng mảng của nó. Đối với các khớp thần kinh chuyển pha, trọng số liên kết (the synaptic weight) được mã hóa bởi độ dẫn nhiệt của thiết bị nano”.

Trong nghiên cứu này, mỗi tế bào thần kinh được điều chỉnh với một phạm vi hoặc cấp độ cụ thể. Các tế bào thần kinh nhận tín hiệu từ nhiều tế bào thần kinh khác với một cấp độ nào đó đã được xác định.

Thiết kế thành công một hệ thống điện toán mô phỏng não người - 2

“Chúng tôi đã lần đầu tiên tạo ra được cấu trúc lấy cảm hứng từ sinh học của các tế bào thần kinh có thể điều chỉnh cấp độ có khả năng phân biệt các mô hình khác nhau không giám sát này”. Eleftheriou cho biết. “Điều này rất quan trọng đối với sự phát triển, khả năng mở rộng điện toán mô phỏng não người (neuromorphic computing)”.

Một trong những tiến bộ chính của những tế bào thần kinh có thể điều chỉnh cấp độ chọn lọc cao này là cải thiện được khả năng học của chúng. Trong điện toán mô phỏng não người, việc học thông qua các tín hiệu đầu vào lặp đi lặp lại, trong đó tăng cường các kết nối khớp thần kinh nhất định. Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng các tế bào thần kinh được điều chỉnh cấp độ này học các mô hình đầu vào rất tốt, ngay cả khi hiện diện tiếng ồn đầu vào.

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục phát tiển khái niệm về tế bào thần kinh được điều chỉnh cấp độ nhân tạo này để tăng cường thiết kế các mạng thần kinh quy mô lớn.

P.T.T-NASATI (Theo Phys)

MỚI NHẤT
Các nhà sinh học sắp tái cơ cấu được mã di truyền của sự sống
Các nhà sinh học sắp tái cơ cấu được mã di truyền của sự sống

(Dân trí) - Các nhà khoa học đã thiết kế được – mặc dù chưa ghép nối hoàn chỉnh – một chương trình mã hóa gen của Escherichia coli mà có thể sử dụng một chương trình mã hóa protein khác từ một trong các gen mà tất cả các cơ thể sống đều có.

Thứ hai, 29/08/2016 - 07:31

Diễn đàn Khoa học Công nghệ truyền cảm hứng khởi nghiệp cho sinh viên
Diễn đàn Khoa học Công nghệ truyền cảm hứng khởi nghiệp cho sinh viên

(Dân trí) - Ngày 28/8, tại Đà Nẵng, diễn ra Diễn đàn Khoa học Công nghệ lần thứ 2 kết hợp dự án sáng tạo - khởi nghiệp.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 03:49

Kinh ngạc về khả năng thông minh của loài quạ
Kinh ngạc về khả năng thông minh của loài quạ

(Dân trí) - Chú quạ này đã trải qua một loạt các bài tập khác nhau chứng minh khả năng nhận biết về kích thước, cân nặng, mật độ, thành phần và thậm chí là mức độ nỗ lực mà nó nên cố gắng để chiến thắng.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 01:05

Màn ảo thuật kỳ diệu chỉ với hai chiếc cốc và một cây nến
Màn ảo thuật kỳ diệu chỉ với hai chiếc cốc và một cây nến

(Dân trí) - Với hai chiếc cốc và một cây nến chúng ta đã có thể làm nên một điều kỳ diệu. Chỉ cần cho một cây nến vào bên trong chiếc cốc rồi đốt cháy, sau đó phủ một miếng khăn ướt lên mặt cốc rồi úp chiếc cốc còn lại lên trên. Ngay sau khi cây nến tắt hai chiếc cốc dính chặt vào nhau.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 10:11

Béo phì làm tăng nguy cơ mắc trên 8 loại ung thư
Béo phì làm tăng nguy cơ mắc trên 8 loại ung thư

(Dân trí) - Tổng quan nghiên cứu của Cơ quan Nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) thuộc Tổ chức Y tế thế giới có trụ sở tại Pháp chỉ ra rằng nếu bị béo phì bạn có nguy cơ cao bị mắc trên 8 loại ung thư, trong đó có ung thư dạ dày, gan, túi mật, tuyến tụy, buồng trứng, u màng não, ung thư tuyến giáp và ung thư máu, đa u tủy.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 08:21

Lời giải hiệu quả cho việc chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu
Lời giải hiệu quả cho việc chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu

(Dân trí) - Mỗi năm, con người đã làm biến đổi khí hậu và gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu do thải khoảng 30 tỷ tấn CO2 vào khí quyển. Các nhà khoa học tin rằng họ đã tìm thấy cách để chuyển đổi tất cả những khí thải thành nhiên liệu giàu năng lượng trong một chu kỳ carbon trung tính có sử dụng một nguồn tài nguyên thiên nhiên rất phong phú là silicon.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 07:11

Proxima b: 7 câu hỏi lớn về hành tinh mới ở ngay cạnh chúng ta
Proxima b: 7 câu hỏi lớn về hành tinh mới ở ngay cạnh chúng ta

(Dân trí) - Với vị trí nằm trong hệ sao gần với chúng ta nhất, và có khả năng duy trì sự sống, Proxima b là ngoại hành tinh thú vị nhất được tìm thấy từ trước đến nay.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 07:02

Hiện tượng thú vị khi úp ngược hai cốc nước
Hiện tượng thú vị khi úp ngược hai cốc nước

(Dân trí) - Có hai cốc nước nóng và lạnh, cốc nước nóng cho thêm một ít thuốc tím. Điều gì sẽ xảy ra khi cho úp ngược chiếc cốc nước thuốc tím trên miệng chiếc cốc nước lạnh và thực hiện ngược lại cốc nước lạnh úp ngược trên cốc nước thuốc tím? Hãy theo dõi clip để biết thêm về một hiện tượng vật lý nhé.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 01:43

Các vệt tối trên sao Hỏa có chứa nước
Các vệt tối trên sao Hỏa có chứa nước

(Dân trí) - Theo một phân tích dữ liệu từ tàu Mars Odyssey của NASA, các vệt tối được xác định ở hàng chục vị trí trên bề mặt sao Hỏa dường như có chứa nước, mặc dù không nhiều lắm.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 09:21

Mải kiếm ăn, báo suýt trở thành mồi ngon của sư tử
Mải kiếm ăn, báo suýt trở thành mồi ngon của sư tử

(Dân trí) - Đoạn clip ghi lại khoảnh khắc khá ấn tượng khi một con báo châu Phi đang chuẩn bị tận hưởng “chiến lợi phẩm” sau cuộc đi săn đã suýt trở thành miếng mồi ngon của sư tử...

Thứ bảy, 27/08/2016 - 07:18

Anh: Phần lớn các chất thải bị từ chối tái chế
Anh: Phần lớn các chất thải bị từ chối tái chế

(Dân trí) - Thông tin của BBC thấy rằng Anh đã không thể tái chế 338.000 tấn chất thải trong năm 2014-2015. Trong khi các hội nói rằng họ đang cố gắng ngăn chặn việc mọi người vứt sai phế thải vào các thùng rác, chi phí cho những chính quyền địa phương để phân loại lại các thùng rác bị coi là ô nhiễm được xem là lý do chính của việc phần lớn các chất thải bị từ chối tái chế.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 07:14

Ứng dụng phẫu thuật nội soi trong điều trị một số bệnh lồng ngực phức tạp
Ứng dụng phẫu thuật nội soi trong điều trị một số bệnh lồng ngực phức tạp

(Dân trí) - Nhóm nghiên cứu do GS.TS. Nguyễn Thanh Liêm, Bệnh viện Nhi TW, đã nghiên cứu thành công ứng dụng phẫu thuật nội soi trong điều trị một số bệnh lồng ngực phức tạp ở trẻ em nhằm mục tiêu xây dựng thành công quy trình phẫu thuật nội soi lồng ngực, gây mê và hồi sức điều trị thoát vị cơ hoành bẩm sinh, di tật teo thực quản bẩm sinh, còn ống mạch và cắt thùy phổi ở trẻ em. Đánh giá và ứng dụng quy trình đã xây dựng trên người bệnh.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 07:04

ĐÁNG QUAN TÂM
Kinh hãi khoảnh khắc trăn tham ăn nôn cả con linh dương ra ngoài
Kinh hãi khoảnh khắc trăn tham ăn nôn cả con linh dương ra ngoài

(Dân trí) - Người dân tại một ngôi làng ở thành phố Gorakhpur (Ấn Độ) đã rất kinh hãi khi chứng kiến cảnh tượng một con trăn cỡ “khủng” nôn ra cả một con linh dương lớn do không thể nuốt trọn con mồi.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 04:45

Chú hải âu thông minh lừa người đàn ông để được cho đồ ăn miễn phí
Chú hải âu thông minh lừa người đàn ông để được cho đồ ăn miễn phí

(Dân trí) - Nhìn thì có vẻ như chú hải âu đang chơi cùng với người đàn ông khi anh ta giấu đồ ăn dưới một trong ba chiếc cốc và cố lừa chú hải âu về chiếc cốc có chứa đồ ăn. Tuy nhiên anh ta lại không hề biết rằng chim hải âu không hề quan tâm tới trò chơi ngớ ngẩn này, nó không chơi mà đang hoàn toàn kiểm soát quá trình.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 01:56

Phát hiện cách sắp xếp của nguyên tử trong các loại vật liệu
Phát hiện cách sắp xếp của nguyên tử trong các loại vật liệu

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu đến từ đại học North California, viện Tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia (NIST) và phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL) đã tìm ra cách tiếp cận tuyệt vời để nghiên cứu đặc tính của các loại vật liệu, sử dụng các nghiên cứu số liệu Bayesian để tìm các hướng nhìn mới về cấu trúc của các loại vật liệu.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 10:55

Khoa học vui:Tuyệt chiêu làm nam châm điện bằng các vật dụng đơn giản
Khoa học vui:Tuyệt chiêu làm nam châm điện bằng các vật dụng đơn giản

(Dân trí) - Chỉ với các vật dụng đơn giản như chiếc bu lông, cuộn dây đồng và cục pin thì liệu bạn có thể làm được một chiếc nam châm? Hãy xem clip để biết đáp án nhé.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 10:49

Cái kết bất ngờ về cuộc chiến rắn hổ mang và cầy mangut
Cái kết bất ngờ về cuộc chiến rắn hổ mang và cầy mangut

(Dân trí) - Làm thế nào để một con cầy mangut có thể đương đầu với một con rắn hổ mang? Bạn có thể sẽ ngạc nhiên với kết quả của cuộc chiến này.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 10:25

Các nhà vật lý đề xuất phương pháp mới “bện xoắn” ánh sáng
Các nhà vật lý đề xuất phương pháp mới “bện xoắn” ánh sáng

(Dân trí) - Các nhà vật lý đề xuất một phương pháp mới “bện xoắn” ba chùm ánh sáng bằng cách dẫn hướng các chùm ánh sáng này dọc theo các sai hỏng dạng xoáy (vortex-shaped defects), hình xoáy (swirling) trong môi trường quang học do đó các chùm ánh sáng dịch chuyển.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 07:09

Con người có thể tiếp cận Trái Đất phiên bản 2.0 bằng cách nào?
Con người có thể tiếp cận Trái Đất phiên bản 2.0 bằng cách nào?

(Dân trí) - Một hành tinh giống Trái Đất mới được tìm thấy có quỹ đạo quay quanh một ngôi sao nằm ngay cạnh mặt trời. Liệu con người có nên gửi một con tàu thăm dò tới đó càng sớm càng tốt?

Thứ sáu, 26/08/2016 - 06:55

Ra mắt phòng LAB hiện đại về công nghệ thông tin cho sinh viên tại Huế
Ra mắt phòng LAB hiện đại về công nghệ thông tin cho sinh viên tại Huế

(Dân trí) - Ngày 25/8 tại TP Huế, trường Cao đẳng Công nghiệp Huế (Bộ Công thương) vừa làm lễ ký kết hợp tác triển khai phòng LAB mạng trên nền công nghệ DrayTek tại trường giành cho các sinh viên công nghệ thông tin, viễn thông có thêm nhiều phương tiện học tập hiện đại.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 05:25

Tìm thấy Trái Đất phiên bản 2.0 có thể phù hợp với sự sống
Tìm thấy Trái Đất phiên bản 2.0 có thể phù hợp với sự sống

(Dân trí) - Các nhà khoa học đã tìm thấy Trái Đất phiên bản 2.0 có thể phù hợp với sự sống và có khoảng cách đủ gần để thực hiện các nhiệm vụ không gian ở đó. Hành tinh đá có thể có người ngoài hành tinh đang sinh sống này chỉ cách Trái Đất 4 năm ánh sáng, có nghĩa là người Trái Đất có thể đến đó trong một tương lai không xa.

Thứ năm, 25/08/2016 - 12:04

Tác hại của việc thông tin sai sự thật trên Facebook
Tác hại của việc thông tin sai sự thật trên Facebook

(Dân trí) - Nghiên cứu mới đây cho thấy những người nào đưa thông tin sai sự thật lên mạng xã hội facebook thì những người đó tự chuốc họa vào thân, làm cho mức độ căng thẳng của họ ngày càng tăng.

Thứ năm, 25/08/2016 - 09:11

Màn ảo thuật độc đáo giữa chai nước và chiếc ống hút
Màn ảo thuật độc đáo giữa chai nước và chiếc ống hút

(Dân trí) - Chỉ với một chai nước và chiếc ống hút là có thể tạo ra một màn ảo thuật vô cùng thú vị. Chúng ta hoàn toàn có thể điều khiển được chiếc ống hút di chuyển lên xuống trong chai nước theo ý của mình. Hiện tượng gì đã xảy ra và thủ thuật ở đây là gì? Hãy cùng xem clip để biết câu trả lời.

Thứ năm, 25/08/2016 - 04:32

Nấm tái chế pin lithium-ion có thể sạc lại
Nấm tái chế pin lithium-ion có thể sạc lại

(Dân trí) - Các nhà khoa học tại trường Đại học South Florida đã chuyển sang sử dụng nấm trong tự nhiên để thực hiện quy trình tái chế thân thiện với môi trường nhằm khai thác coban và lithium từ hàng chục tấn pin thải.

Thứ năm, 25/08/2016 - 04:20