Impreuna cu cercetatorii de la Harvard, Samsung introduce o noua abordare a ingineriei inverse a creierului pe un cip de memorie, intr-o lucrare stiintifica publicata in Nature Electronics.

Samsung Electronics Co., Ltd., lider mondial in tehnologia avansata a semiconductorilor, a impartasit o noua perspectiva care duce lumea cu un pas mai aproape de realizarea cipurilor neuromorfe, care pot imita mult mai bine creierul.

Conceputa de inginerii si cercetatorii de la Samsung si de la Universitatea Harvard, aceasta perspectiva a fost subiectul unei lucrari stiintifice, intitulata „Neuromorphic electronics based on copying and pasting the brain” si publicata in Nature Electronics. Donhee Ham, partener al Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) si profesor al Universitatii Harvard, profesorul Hongkun Park al Universitatii Harvard, Sungwoo Hwang, presedinte si CEO al Samsung SDS si fost sef al SAIT si Kinam Kim, vicepresedinte si CEO al Samsung Electronics sunt autorii acestei cercetari.

Esenta viziunii propuse de acesti autori este descrisa cel mai bine prin cele doua cuvinte, „copy” si „paste”. Lucrarea descrie o modalitate de a copia harta conexiunilor neuronale a creierului, utilizand o matrice de nanoelectrozi descoperita si dezvoltata de Dr. Ham si Dr. Park si de a o lipi pe o retea tridimensionala cu densitate ridicata de memorii in stare solida, tehnologie pentru care Samsung a fost lider mondial.

Prin aceasta abordare de copiere si lipire, autorii intentioneaza sa creeze un cip de memorie care sa aproximeze trasaturile unice de calcul ale creierului – putere redusa, invatare usoara, adaptare la mediu si chiar autonomie si cunoastere – care nu au fost la indemana tehnologiei actuale.

Creierul este alcatuit dintr-un numar mare de neuroni, iar harta lor de cablare este responsabila pentru functiile creierului. Astfel, cunoasterea hartii este cheia inversarii ingineriei creierului.

Lansat in anii 1980, obiectivul initial al ingineriei neuromorfe a fost acela de a imita o astfel de structura si functie a retelelor neuronale pe un cip de siliciu, insa acest lucru s-a dovedit a fi dificil de realizat, deoarece, chiar si in ziua de azi, se cunoaste prea putin despre modul in care sunt conectati numarul mare de neuroni pentru a crea functiile superioare ale creierului. Astfel, scopul ingineriei neuromorfe a fost facilitat mai degraba de proiectarea unui cip „inspirat” de creier, decat de imitarea lui riguroasa.

Aceasta lucrare sugereaza o modalitate de a reveni la obiectivul neuromorf original al ingineriei inverse a creierului. Matricea de nanoelectrozi poate intra efectiv intr-un numar mare de neuroni, astfel incat sa poata inregistra semnalele lor electrice cu sensibilitate ridicata. Aceste inregistrari intracelulare masiv paralele informeaza harta cablarii neuronale, indicand locul in care neuronii se conecteaza intre ei si intensitatea acestor conexiuni. Prin urmare, din aceste inregistrari revelatoare, harta cablarii neuronale poate fi extrasa sau „copiata”.

Harta neuronala copiata poate fi apoi „lipita” intr-o retea de memorii nevolatile – precum memoriile comerciale de tip flash care sunt utilizate in viata noastra de zi cu zi ca unitati de stocare fizice (SSD) sau memorii „noi”, precum memorii rezistive cu acces aleatoriu (RRAM) – prin programarea fiecarei memorii astfel incat conductanta sa sa reprezinte puterea fiecarei conexiuni neuronale din harta copiata.



Lucrarea stiintifica merge mai departe si sugereaza o strategie de a lipi rapid harta cablarii neuronale pe o retea de memorie. O retea de memorii nevolatile special conceputa pentru a invata si exprima harta conexiunii neuronale, atunci cand este condusa direct de semnalele inregistrate intracelular. Aceasta este o schema care descarca direct harta conexiunii neuronale a creierului pe cipul de memorie.

Deoarece creierul uman are aproximativ 100 de miliarde de neuroni si de aproximativ o mie de ori mai multe conexiuni sinaptice, cipul neuromorf final va permite 100 de trilioane de memorii. Integrarea unui numar atat de mare de memorii pe un singur cip ar fi posibila prin integrarea 3D a memoriei, tehnologie proiectata de Samsung care a deschis o noua era in industria stocarii de memorie.

Profitand de experienta sa de lider in fabricarea cipurilor, Samsung intentioneaza sa isi continue cercetarile in ingineria neuromorfa, pentru a extinde conducerea Samsung in domeniul semiconductoarelor AI de generatie urmatoare.

„Viziunea pe care o prezentam este extrem de ambitioasa. Dar doar continuand sa lucram spre atingerea unui astfel de obiectiv eroic vom reusi sa impingem limitele inteligentei masinilor, neurostiintelor si tehnologiei semiconductoarelor”, a spus dr. Ham, partener al Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) si profesor al Universitatii Harvard.