שבבים בהשראת המוח עשויים להניע את הדור הבא של בינה מלאכותית חסכונית באנרגיה

This post is also available in: English (אנגלית)

ככל שמערכות הבינה המלאכותית הופכות לחזקות יותר, כך גם גדלה צריכת האנרגיה הנדרשת להפעלתן. כדי להתמודד עם הפער ההולך וגדל בין ביצועים לצריכת אנרגיה, חוקרים פונים למעבד היעיל ביותר בטבע: המוח האנושי.

צוות מחקר מאוניברסיטת באפלו (University at Buffalo) עוסק בפיתוח מחשוב נוירומורפי – ארכיטקטורה חדשנית שלוקחת השראה מתפקוד המוח, ומשלבת פיזיקה, הנדסה ומדעי הקוונטים כדי להמציא מחדש את הדרך שבה מחשבים מעבדים ושומרים מידע. בשונה ממחשבים קלאסיים, בהם זיכרון ועיבוד מופרדים, מערכות נוירומורפיות שואפות לאחד בין השניים – בדומה למוח, שבו נוירונים וסינפסות משמשים בו זמנית לאחסון ולעיבוד מידע. כך מצמצמים את בזבוז האנרגיה שנוצר בהעברת מידע בין רכיבים נפרדים.

על פי TechXplore, החוקרים מפתחים חומרה נוירומורפית המבוססת על חומרים משני-מצב (phase-change materials  – PCMs) – תרכובות שיכולות לשנות את תכונותיהן החשמליות (מוליכות והתנגדות) בתגובה לפולסים חשמליים. התנהגות זו מדמה את פעילות הסינפסות הביולוגיות, אשר משנות את עוצמת הקשר ביניהן לפי תדירות השימוש, וכך “זוכרות” את ההפעלות הקודמות – תכונה חיונית לחיקוי פעילות מוחית.

המטרה היא ליצור נוירונים וסינפסות מלאכותיים שיוכלו לתאם תנודות חשמליות – בדומה לפעימות החשמליות הקצובות במוח האנושי. שבבים אלה עשויים לאפשר למחשבים לבצע משימות מורכבות בצורה יעילה וגמישה יותר, כמו זיהוי תבניות, הסתגלות לשינויים בסביבה, או קבלת החלטות בזמן אמת.

בניגוד למערכות רגילות הפועלות לפי לוגיקה נוקשה, מודלים נוירומורפיים יכולים להתמודד עם מידע חלקי או מעורפל, קצת כמו בני אדם. הדבר חשוב במיוחד בסביבות קצה כמו רכבים אוטונומיים, שבהן נדרשות החלטות מיידיות – ללא תלות בשרתים מרוחקים.

אמנם מחשבים נוירומורפיים בהיקף מלא עדיין נמצאים בשלבי פיתוח, אך שבבים ייעודיים למשימות מסוימות – כגון ניווט או עיבוד חיישנים בזמן אמת – עשויים להגיע כבר בעתיד הקרוב. בעידן שבו מערכות הבינה המלאכותית ממשיכות להתרחב, מחשוב נוירומורפי עשוי להוות מפתח לפיתוח מערכות לא רק חכמות יותר – אלא גם חסכוניות יותר באנרגיה.