Ein konzeptionelles Bild eines künstlichen Neurons. ktsimage / iStock
Das menschliche Gehirn ist unglaublich.
Obwohl das Äquivalent von nur zwei Bananen pro Tag konsumiert wird, hält es das nicht davon ab, unüberlegt komplexe Aufgaben mit beeindruckender Effizienz auszuführen. Aber ein Forscherteam hat einen Weg entwickelt, um einen Prototyp eines künstlichen Neurons aus unglaublich dünnem Graphen zu bauenSchlitze, die laut einer neuen Studie eine einzelne Schicht von Wassermolekülen beherbergenveröffentlicht in der ZeitschriftWissenschaft.
Und anstelle von Elektronen verwendet dieses künstliche Neuron Ionen.
Genau wie dein Gehirn.
Ein neues künstliches Neuron verwendet Ionen, wie das menschliche Gehirn
Die ultrahohe Effizienz des Gehirns hängt von einer Basiseinheit ab, die wir als Neuron kennen und lieben, die aus einem Neuron mit nanometrischen Poren besteht, die Ionenkanäle genannt werden. Diese Kanäle schließen und öffnen sich abwechselnd je nach Stimulus, aber die resultierenden Ionenflüsseaus diesem Prozess einen elektrischen Strom erzeugen, der Aktionspotentiale aussendet, die die entscheidenden Signale sind, die Neuronen untereinander kommunizieren lassen. Künstliche Intelligenz KI kann es auch. Aber KI braucht viel mehr Energie — Zehntausendmal mehr, um genau zu sein. Aus diesem Grund besteht die moderne Herausforderung für Forscher auf diesem Gebiet darin, elektronische Systeme zu entwerfen und zu bauen, die mit der Energieeffizienz des menschlichen Gehirns konkurrieren.
Die Untersuchung der Nanofluidik ist relevant, weil sie untersucht, wie sich Flüssigkeiten in Kanälen mit einer Breite von weniger als 100 Nanometern verhalten. Die neue Studie zeigte, wie ein elektrisches Feld die einzelne Schicht von Wassermolekülen zu länglichen Clustern zusammenfügen könnte, die eine Schlüsseleigenschaft namens . entwickelnMemristor-Effekt: Wenn Cluster einen Teil der Reize zurückhalten, die sie in der jüngeren Vergangenheit erhalten haben. Ähnlich wie beim menschlichen Gehirn sah das Design des Forschers Graphenspalte, die neben Ionenflüssen und Clustern auch die Ionenkanäle reproduzierenMithilfe digitaler und theoretischer Werkzeuge entdeckten die Wissenschaftler einen Weg, diese speziellen Cluster so zusammenzusetzen, dass sie den physikalischen Mechanismus der Emission von Aktionspotentialen reproduzieren.
Künstliche Neuronen könnten die Forschung an Gehirn-Computer-Schnittstellen verbessern, im Guten wie im Schlechten
Mit anderen Worten, die Fähigkeit, Informationen von einem künstlichen Neuron zu einem anderen zu übertragen. Diese wegweisende Arbeit wird von einem französischen Team durchgeführt, das mit Wissenschaftlern der Universität Manchester in Großbritannien zusammenarbeitet. Der nächste Schritt besteht darin, diese neuartigen Systeme experimentell zu beweisenkann grundlegende Lernalgorithmen ausführen, die wiederum eine Grundlage für den elektrischen Gedächtnisabruf über künstliche Neuronen darstellen können. Natürlich hat das Streben nach Replikation der Aktivität des menschlichen Gehirns auch eine potenzielle Bedeutung für die Erweiterung neuronaler Funktionen.Elon Musks Neuralink, das letztendlich darauf abzielt, Computerchips in das Gehirn zu implantieren, um ein neues Zeitalter der "übermenschlichen Kognition" einzuläuten, wenn die immaterielle Rechenleistung der maschinellen Lernanalyse mit der noch beispiellosen kreativen Intuition von kombiniert wirdder menschliche Verstand.
Allerdings gibt es auch Nachteile, nicht alle nur potentielle. „Ohne entsprechende Regulierung [von Hirnchips] könnten deine innersten Gedanken und biometrischen Daten an den Meistbietenden verkauft werden“, schrieb die Philosophin und Kognitionspsychologin Susan Schneider ineinBeobachter Bericht. "Die Leute fühlen sich vielleicht gezwungen, Gehirnchips zu verwenden, um in einer Zukunft, in der KI uns am Arbeitsplatz überholt, angestellt zu bleiben." Und, wenn Gehirnchips wie Musks Neuralink aktivieren oder verbessern die bekannten Aktivitäten von Smartphones, diese Daten könnten mit Tools, die leicht dazu verleitet werden, ein falsch positives Ergebnis zu erzielen und Sie wegen stark stigmatisierender Verbrechen zu melden, auf Anzeichen für mögliche kriminelle digitale Aktivitäten gescannt werden. eine aktuelle Ankündigung von Apple zeigt, dass die Grenze zwischen Privatsphäre und öffentlicher Sicherheit rapide abnimmt.