Revolutie in computertechnologie: Greifswald-onderzoek geïnspireerd door het brein!

Revolutie in computertechnologie: Greifswald-onderzoek geïnspireerd door het brein!

Natuurkundigen van de Universiteit van Greifswald ontwikkelen een veelbelovende aanpak voor energiezuinige computers, geïnspireerd op het menselijk brein. Gezien de uitdagingen waarmee de huidige computertechnologie wordt geconfronteerd – met name het hoge energieverbruik, de scheiding van opslag- en verwerkingseenheden en langzame gegevensoverdracht – is een heroverweging van de computerarchitectuur noodzakelijk. De toenemende eisen als gevolg van uitgebreide AI-modellen en enorme hoeveelheden gegevens stimuleren onderzoek naar neuromorfe concepten die gebaseerd zijn op de functie van het menselijk brein. Deze benaderingen worden steeds relevanter om duurzame ontwikkeling in de informatica te bereiken uni-greifswald.de gemeld.

Het onderzoeksteam onder leiding van dr. Tahereh Sadat Parvini en prof. dr. Markus Münzenberg werkt aan magnetische tunnelovergangen (MTJ's) die informatie zowel kunnen opslaan als verwerken. Het team ontwikkelt een hybride opto-elektrisch excitatieschema dat elektrische stromen combineert met korte laserpulsen. Deze methodologie maakt het mogelijk grote thermo-elektrische spanningen in MTJ's te genereren, die synapsachtig gedrag bevorderen.

Eigenschappen en toepassingen van de nieuwe technologie

De magnetische tunnelcontacten worden gekenmerkt door drie opmerkelijke eigenschappen: Ten eerste kan de spanning flexibel worden aangepast, wat overeenkomt met een synaptisch gewicht. Ten tweede treden er spontane ‘pieksignalen’ op, vergelijkbaar met de uitwisseling van informatie tussen zenuwcellen. Ten derde bereikte een ontwikkeld neuromorf netwerk een herkenningsnauwkeurigheid van 93,7% voor handgeschreven cijfers in simulaties. Prof. Dr. Markus Münzenberg benadrukt het compacte en energiebesparende platform, waardoor deze technologie voorbestemd is voor toekomstige computertoepassingen. Bovendien is de technologie compatibel met bestaande halfgeleidertechnologie, waardoor deze kan worden gebruikt in alledaagse apparaten en krachtige computers.

De uitdagingen op het huidige computergebied, zoals de stijgende kosten van de ontwikkeling en productie van chips en de noodzakelijke focus op hulpbronnenbesparende technologieën, worden ook aangepakt door iis.fraunhofer.de gethematiseerd. Neuromorphic computing wordt gezien als een oplossing omdat het de manier nabootst waarop het biologische brein werkt. Deze benaderingen verbeteren niet alleen de energie-efficiëntie, maar maken ook hulpbronnenintensieve AI-toepassingen op apparaten op batterijen mogelijk.

Toekomstperspectieven in neuromorfisch computergebruik

Een belangrijk aspect van neuromorphic computing is de combinatie van lage latentie en hoge energie-efficiëntie, die bedoeld is om real-time edge AI-toepassingen te helpen optimaliseren. Deze technologie zou een sleutelrol kunnen spelen, vooral op het gebied van oplossingen voor gegevensbescherming waarvoor geen toegang tot cloudsystemen vereist is. Fraunhofer IIS heeft daarom het project “Neuromorphic Computing” geïnitieerd, dat algoritmen en hardware ontwikkelt voor neuromorfe processors in CMOS-technologie voor integratie in eindapparaten.

Daarnaast werkt de industrie aan de ontwikkeling van innovatieve edge AI-toepassingen die hoge parallelle verwerking en lage latency mogelijk zullen maken. Grote bedrijven als Intel, IBM en andere onderzoeksinstellingen investeren zwaar in deze technologie, die op de middellange termijn gebruikt zou kunnen worden op terreinen als robotica, medische technologie en autonome systemen. techzeitgeist.de voorspeld.

Hoewel er ontwikkelingen zijn zoals de Loihi-chip van Intel, die specifiek is geoptimaliseerd voor edge computing-toepassingen, staan ​​uitdagingen zoals hoge productiekosten en de noodzaak om geschikte software te ontwikkelen de verspreiding van neuromorfe systemen in de weg. Prognoses laten zien dat de eerste neuromorfe chips in 2025 beschikbaar zouden kunnen zijn, maar dat ze niet gemakkelijk in de massamarkt kunnen worden geïntegreerd vanwege bestaande hindernissen.

De ontwikkelingen op het gebied van neuromorfe computertechnologie, aangedreven door de Universiteit van Greifswald en ondersteund door samenwerkingen met instituten als het Max Planck Instituut voor de Wetenschap van het Licht en het International Iberian Nanotechnology Laboratory, vertegenwoordigen een aanzienlijke vooruitgang die niet alleen een revolutie teweeg zou kunnen brengen in de informatica, maar ook een impact zal hebben op veel andere industrieën.