Supersnelle kunstsynaps geeft computer mensachtige ‘hersenen’

Een nieuwe supergeleidende schakelaar moet betere kunstmatige intelligentie mogelijk maken. De schakelaar gedraagt zich net als een synaps, de flexibele verbinding die zorgt voor de communicatie tussen zenuwcellen in de hersenen.

Supergeleidende kunstmatige synaps maakt breinachtige computer mogelijk
Het nabootsen van de menselijke hersencellen zou kunstmatige intelligentie een boost geven

De schakelaar, ontworpen door Mike Schneider en zijn collega’s van het National Institute of Standards and Technology (NIST), is een 10 micrometer grote kunstmatige synaps die elektrische signalen verwerkt. De manier waarop de synaps dat doet is afhankelijk van eerdere ervaringen. Het systeem is daardoor zelflerend. Hoe vaker de synaps vuurt, hoe gemakkelijker het gaat. Net als in onze hersenen.

Klein verschil: een biologische synaps kan 50 keer per seconde vuren, terwijl de NIST-schakelaar dit 1 miljard keer per seconde doet. Wonderbaarlijk genoeg doet de schakelaar dit met ongeveer een tienduizendste van de energie die een biologische synaps verbruikt – een enorme vooruitgang.

‘De NIST-synaps heeft een lagere energiebehoefte dan de menselijke synaps’, zegt Schneider. ‘Er bestaat bovendien geen andere kunstmatige synaps waar die behoefte lager is dan bij de onze.’

Staafmagneetjes

Singing in the brain - Erik Scherder
LEESTIP
In Machines die denken vertellen 189 experts over hun visie op kunstmatige intelligentie

John Brockman
Maven Publishing
Voor € 20,00 Bestel in onze webshop

Het minuscule schakelaartje is gemaakt van supergeleidend materiaal en is gevuld met kleine staafmagneetjes van mangaan – ongeveer 20.000 per vierkante micrometer. ‘We kunnen met magnetisme controleren hoeveel magneetjes een bepaalde kant op wijzen’, zegt Schneider. ‘Dit verandert de supergeleidende eigenschappen van de schakelaar.’ Wanneer alle magneetjes de zelfde kant op wijzen geeft de schakelaar gemakkelijker stroom door dan wanneer dit niet het geval is.

Dat is vergelijkbaar met hoe de synapsen in de hersenen werken. De wetenschappers stellen bovendien dat de synapsen driedimensionaal stapelbaar zijn, waardoor ze zelfs de fysieke structuur van menselijke hersenen kunnen nabootsen. Computers opgebouwd uit dit soort chips – zogeheten neuromorfe computers – zouden een volgende stap in de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie kunnen inluiden.

Onze hersenen zijn zo krachtig omdat ze zowel in achtereenvolgende stapjes als parallel informatie verwerken. Het geheugen kan bovendien over het hele brein worden opgeslagen in de synapsen tussen hersencellen, wat in de neuromorfe computer ook mogelijk is. Ter vergelijking: een conventionele computer verwerkt gegevens alleen in stapjes en slaat geheugen op in een speciale afgesloten geheugenkaart.

-269,15 °C

‘We verwachten dat we de technologie snel kunnen opschalen zodat het bruikbaar wordt’, zegt Schneider. Toch denkt hij dat een echt bruikbare neuromorfe computer nog wel vijf tot tien jaar op zich laat wachten.

Een ander nadeel van de kunstmatige synapsen is dat ze alleen werken bij -269,15 °C. Voor computers in exclusieve datacenters waar speciale koeltechnologie staat is dat geen probleem, maar de NIST-synapsen zul je niet snel in je mobiele telefoon tegenkomen.

De onderzoekers publiceerden hun resultaten in Science Advances

Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.

Lees verder:

Over de auteur

Ruben Boyd

Ruben Boyd is stagiair bij New Scientist en blogger bij iBestuur. Met een achtergrond in psychologie en een master in kunstmatige intelligentie focust hij zich op de relatie tussen wetenschap, technologie en maatschappij. In zijn vrije tijd klimt hij ook graag in de pen en schrijft hij over van alles op zijn eigen website.



1 Reactie

  • rofer

    | Beantwoorden

    In het huidige menselijk brein ,is meen ik wel een verschil t.o.v. supersnelle kunst synapsen. N.l. de kunst synapsen blijven altijd dezelfde kunstmatige synapsen .
    De menselijke synapsen zijn in staat zichzelf te ‘refreshen’ ,als ze een mankement hebben herstellen ze zich. De menselijke synaps reproduceert zich tot een bepaalde tijd. Dit is nog steeds een flinke voorsprong op de kunstmatige synaps ,die zich bij een mankement zelf moeilijk redt.

Plaats een reactie