Инновации российских учёных: Нейронные сети и будущее умных технологий: мемристоры и искусственная сетчатка
Сегодня нейросети уже не просто теория из учебников — ChatGPT, Midjourney, распознавание текстов и объектов стали нашей новой реальностью. Хотя первые идеи нейронных алгоритмов появились ещё в 50-х, на практике они получили мощный импульс развития только недавно благодаря крутым вычислительным мощностям. Но чтобы обрабатывать огромное количество запросов, серверам приходится тратить горы энергии.
И вот тут на помощь приходит нейроморфное железо — технология, которая воспроизводит работу мозга, подстраивая алгоритмы под биологические принципы. Пример такой технологии — мемристоры, которые, как искусственные нейроны, сохраняют информацию и могут стать основой для суперкомпактных и умных устройств будущего.
Что такое мемристор?
По сути, это особый резистор, который «помнит» своё состояние, когда через него проходят сигналы. Его способность изменять сопротивление делает его идеальным кандидатом для создания искусственных синапсов. Это значит, что мемристоры в будущем могут стать важной частью робототехники, систем автономного вождения, «умных» камер и других энергосберегающих гаджетов.
Учёные из МФТИ, ИТМО и Сколтеха разработали инновационный мемристор, который не только может сохранять краткосрочную память, но и управляется гибридными сигналами — электрическими и световыми. По словам Антона Ханаса, старшего научного сотрудника, их мемристор максимально похож на зрительную систему: он обрабатывает информацию прямо на месте — как глаз, что открывает широкие перспективы для создания нейроморфных устройств, от «электронных глаз» до искусственных сетчаток.
Зачем это нужно? Такая архитектура позволяет комбинировать детектирование и обработку сигналов в одном устройстве, что убирает задержки между сенсорами и памятью. Это означает, что на базе этих технологий можно создавать искусственные сетчатки и другие сложные биоподобные системы.
Российские учёные смогли даже воспроизвести эффект, описанный в теории БКМ: как и в живых нейронах, их мемристоры меняют чувствительность под воздействием света, что делает их поведение ещё более похожим на естественные процессы.
На следующем этапе проект «Клевер» — совместная программа МФТИ, ИТМО и Сколтеха — будет двигаться к созданию искусственных сетчаток. Это большой шаг для оптоэлектроники и фотоники, который может изменить подход к созданию автономных зрительных систем.
Вот такое будущее технологий — умное, энергоэффективное и максимально приближенное к работе нашего мозга.