Prema nedavnom istraživanju objavljenom u časopisu Advanced Materials, istraživači su razvili prvu neuronsku mrežu na svijetu za umjetnu inteligenciju pomoću 2D materijala.
AI neuronske mreže prvi put napravljene od 2D materijala
Dvodimenzionalni materijali su materija debljine samo nekoliko nanometara (ili manje), a često se sastoje od jednog sloja atoma. Rezultirajući procesor mašinskog vida može snimiti, pohraniti i identificirati više od 1.000 različitih slika, stoji u blogu na web stranici Harvard Univerziteta.
Prva umjetna inteligencija neuronske mreže izrađena od 2D materijala dolazi sa Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), koji je surađivao sa Samsung Advanced Institute of Technology.
Ovaj rad naglašava napredak bez presedana u funkcionalnoj složenosti 2D elektronike, rekli su Gordon McKay, profesor elektrotehnike i primijenjene fizike na SEAS-u i stariji autor časopisa Donhee Ham. „Izveli smo i optičko senziranje slike sa prednje strane i pozadinsko snimanje, te prepoznavanje krajnje slike u jednoj, 2D, materijalnoj platformi.“
2D tranzistori zasnovani na materijalu i dalje su relativno primitivni
Otkako je grafen otkriven 2004. godine, istraživači su radili na pronalaženju novih načina iskorištavanja inovativnih elektroničkih i optoelektronskih svojstava poput atoma tankih 2D poluprovodnika, kao osnove za širok spektar uzbudljivih primjena.
Tranzistori izrađeni od 2D materijala primijetili su se u jednostavnim digitalnim logičkim sklopovima i fotodetektorima, ali integracija pri velikim mjerenjima za složeno računanje – poput AI – još uvijek nije održiva.
Kao kod pisanja, istraživači su uspješno integrirali oko 100 tranzistora izrađenih od 2D materijala na jedan čip. Da pojasnimo: standardni silicijski integrirani krug poput onih na pametnom telefonu posjeduje milijarde tranzistora.
„Dvodimenzionalni uređaji temeljeni na materijalu pokazuju različita uzbudljiva svojstva, ali nizak nivo integracije ograničila je njihovu funkcionalnu složenost“, rekao je Houk Jang, suradnik SEAS-a i prvi autor nedavnog rada, prema tekstu na Harvardu. „Sa 1.000 uređaja integrirsanih na jednom čipu, naša poput atoma tanka mreža može obavljati zadatke prepoznavanja vida, što je izuzetno napredna funkcionalnost dvodimenzionalne elektronike temeljene na materijalu.“
Debeo okvir sačinjen od tri atoma djeluje poput ljudskog oka
Tim istraživača koristio je 2D materijal poznat kao molibden disulfid, debeo kao tri atoma, poluprovodnik koji pokazuje učinkovite interakcije sa svjetlošću. Organizovali su ove fotoosjetljive tranzistore u ono što se naziva nizom poprečnih greda – za što inspiraciju imaju neuronske veze u ljudskom mozgu.
Ovaj kako se čini jednostavan okvir omogućuje uređaju da djeluje i kao oko za gledanje slike i kao mozak za pohranu i prepoznavanje slika na prvi pogled.
2D materijal temeljen na AI pretvara slike u električne podatke
Prednji kraj instrumenta koristi niz poprečnih traka poput senzora za slike, gledajući sliku poput oka. Fotoosjetljivost 2D materijala omogućava uređaju da pretvori i pohrani sliku kao električne podatke. Na drugoj strani, isti niz poprečnih traka izvodi umreženo računanje s električnim podacima za identifikovanje slike.
Da bi dokazali svoju metodu, istraživači su uzeli 1000 slika na kojima su rukom napisane cifre. Interni procesor uspješno je prepoznao i identificaro slike sa 94% tačnosti.
„Kroz hvatanje optičkih slika u električne podatke poput oka i vidnog živca i naknadnim prepoznavanjem tih podataka poput mozga putem računara u memoriji, naš optoelektronski procesor oponaša dvije ključne funkcije ljudskog vida“, rekao je koautor časopisa rada i postdiplomski student SEAS-a Henry Hinton.
Uskoro će tim raditi na poboljšanju uređaja kako bi proizveo 2D materijal zasnovan na visokoj razlučivosti. Ovakav napredak – koji se nalazi na sjecištu AI, grafena i 2D nauke o materijalima – mogao bi jednog dana dovesti do umjetnog vida, možda čak i kao osnove za buduće dvonožne ili čovjeku slične AI robote, koji žive među nama poput druge inteligentne životne forme.
Originalan članak možete pročitati na linku.
