Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
«Естественный» искусственный интеллект: ученые создали синапс, почти «идентичный натуральному»
Группа физиков из Нидерландов и Южной Кореи создала искусственный синапс, работающий по тому же принципу, что и «естественные». Последние, напомним, успешно используют для «вычислений» то, что в первом приближении является банальной соленой водой.
«Естественный» синапс — это место контакта нейрона (или нейронов) и принимающей сигнал «рабочей» — эффекторной — клеткой (например, мышечной). Искусственный пока имитирует лишь саму «механику» его работы.
Технически устройство, описанное в новой статье в PNAS, представляет собой микроканал конической формы. Через который при получении электрического импульса мигрируют ионы, содержащиеся в растворе. Меняя, таким образом, заряд по разные стороны канала. При этом параметры импульса, естественно, прямо влияют на разницу потенциалов. Иными словами, это достаточно достоверная имитация базового механизма передачи нервных сигналов.
Однако достаточно достоверная не значит идеальная. Во-первых, пока это очень медленный «синапс»: частота передачи сигналов в эксперименте составила 1,7 в минуту. Во-вторых, по биологическим стандартам, устройство получилось чрезвычайно грубым: размеры конуса — 150 на 200 микрометров. Для сравнения: диаметр «биологического» синапса — 1-2 микрометра и меньше. Иными словами, разница примерно в сотню раз. Впрочем, первый транзистор отличался от современных не в 100 раз, а в 200 миллионов раз.
При этом размеры современных транзисторов уступают корейско-голландскому устройству уже в десятки тысяч раз, что автоматически вызывает вопрос о смысле исследования. Первое и простейшее «оправдание» — перспективы создания биологически совместимой вычислительной техники, причем совместимой практически идеально. Очевидно, устройство потенциально способно не только обмениваться с нейронами «естественными» сигналами, но и работать в естественной среде.
Однако в действительности применимость «биоморфных» технологий много шире. Посмотрим на классический компьютер — построенный из кремниевых транзисторов по архитектуре фон Неймана.
Транзистор имеет всего три контакта. По одному из которых поступает управляющий сигнал, а два других посылают соседям один из возможных «ответов» (ток либо проходит через транзистор дальше, либо нет). Как нетрудно догадаться, это автоматически порождает проблемы. Во-первых, для выполнения сколько-нибудь осмысленной деятельности нужно очень много транзисторов. При этом энергопотребление и нагрев растут прямо пропорционально их числу.
Естественным путем решения этой проблемы стала миниатюризация. Однако сегодняшние кремниевые транзисторы почти достигли физического предела уменьшения. При этом даже смена материала не сможет отодвинуть этот предел действительно радикально.
Во-вторых, задачи в транзисторных «цепях» могут выполняться только «линейно», что резко замедляет вычисления. Иными словами, мейнстримовая миниатюризация в итоге работает с минимальной эффективностью.
Другая особенность классического транзистора — принципиальная неспособность запоминать информацию. Отсюда необходимость во внешней памяти, загружаемой заново каждый раз, что также энергоемкий и затратный с точки зрения вычислительных мощностей процесс. При этом доступ к памяти в каждый конкретный момент ограничен пропускной способностью канала.
Иными словами, ортодоксальный вариант компьютера словно специально создан для того, чтобы потреблять энергию и выделять тепло при очень ограниченной отдаче.
Как прямое следствие, за каждым обработанным запросом в ChatGPT стоит расход порядка 2,5 киловатт-часа, а суммарное энергопотребление эквивалентно 17-тысячному городу. При этом на охлаждение тратится две тысячи тонн воды в год.
Между тем пока мы видим лишь прелюдию к экспансии нейросетей, аппетиты которых будут расти. В итоге средний сценарий их развития говорит о триллионах запросов и энергопотреблении на уровне Нидерландов или Аргентины уже к 2027 году.
Иными словами, при использовании традиционной технологии об автономных роботах с интеллектом «чата» можно забыть. И не только из-за габаритов — нетрудно представить себе объем «запросов» при полноценной обработке визуальной информации.
Между тем число нейронов у взрослого мужчины лишь примерно вдвое меньше, чем искусственных нейронов у ChatGPT. При этом в стандартном режиме он обходится примерно 0,03 киловатт-час в сутки и еще примерно 0,07 киловатт-час расходуется на все остальное. Иными словами, суточный расход энергии мозгом — примерно в 83 раза меньше, чем при обработке одного запроса нейросетью.
Безусловно, важнейшую роль здесь играет принципиально другая конструкция человеческих нейронов. Которые, например, имеют в среднем пять тысяч контактов и являются очень условным аналогом не транзисторов, а мемристоров, то есть способны не только обрабатывать, но и хранить информацию. Это очевидным образом снижает число рабочих «элементов», необходимых для решения конкретной задачи. Однако и потребление энергии в расчете на один биологический «псевдотранзистор», включая передачу сигнала, — в тысячи раз меньше.
Иными словами, если мы хотим построить «процессор» с минимальным энергопотреблением, потребуется так или иначе воспроизвести весь спектр биологических лайфхаков. При этом использование медленной, но экономной передачи сигнала для поддержания работы процессора при ультранизком расходе энергии может быть во многих случаях разумной ценой.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Обитающий в полярных районах Северного полушария гренландский кит (Balaena mysticetus) живет более двух столетий и почти не болеет раком. Секрет его долголетия оказался скрыт в клетках соединительной ткани, ответственной за заживление ран: при пониженной температуре в них активируется особый белок, усиливающий восстановление поврежденной ДНК.
В комплексах uST, где беспилотный транспорт фактически движется по натянутым струнам, возникают вынужденные и собственные колебания. При совпадении частот этих колебаний возможен резкий рост амплитуды. Это, в свою очередь, вызывает резонанс, который способен привести к ухудшению комфорта пассажиров и даже к повреждению самой путевой структуры. Чтобы решить эту потенциальную проблему, инженеры компании UST Inc. провели ряд исследований.
В последнее время отказ от глютена, или клейковины — белков, содержащихся в пшенице, ржи и ячмене, — превратился в модный тренд. В соцсетях и СМИ некоторые популярные блогеры и знаменитости преподносят безглютеновые диеты как секрет хороших самочувствия и внешности. Тем не менее обзор десятков научных работ показал, что у большинства людей, считающих себя чувствительными к глютену, причина негативной реакции часто кроется не в самой клейковине.
Физики нашли способ использовать собственные электроны радия для считывания информации о ядре атома. Соединение радиоактивного элемента с фтором позволило электронам ненадолго проникать в ядро.
В современном мире, где гигиена стала неотъемлемой частью нашей повседневности, антисептики прочно вошли в жизнь миллионов людей. Эти удобные средства обещают мгновенную защиту от бактерий и вирусов, но так ли они безопасны, как кажется на первый взгляд? Оказывается, постоянное использование антисептиков вместо традиционного мытья рук может нести скрытые угрозы для здоровья. Чтобы разобраться в этом вопросе, мы обратились к эксперту — доценту кафедры неорганической химии имени А.Н. Реформатского РТУ МИРЭА Андрею Дорохову, который подробно объяснил, почему антисептики не должны становиться полноценной заменой воде и мылу.
Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.
Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.
В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии