Разработан метод спонтанного обучения мемристорных нейросетей

24.03.2021

Новая технология, которая может улучшить обучаемость искусственных нейронных сетей, была представлена международной группой исследователей, аффилированных с Ульсанским национальным институтом науки и технологий (UNIST) и университетом Цинхуа в Китае.

Предлагаемый метод использует "дрейф сопротивления" (рост электрического сопротивления) материала с фазовым переходом в полупроводниковой памяти при обучении. Обновления информации записываются повышением электрического сопротивления в мемристоре, который играет роль синапса и дополнительно учитывает связь между изменяемым шаблоном и тренировочными данными.

Эффективность этого метода была продемонстрирована на примере экспериментальных массивов мемристорной памяти с фазовым переходом (PCM), которые работали как нейросеть. В испытаниях на классификацию рукописного текста, состоящего из цифр от 0 до 9, такие устройства продемонстрировали эффект улучшения способности к обучению примерно на 3%. В частности, значительно возросла точность распознавания цифры 8, которую традиционно сложно классифицировать в рукописном виде. Способность к обучению улучшилась благодаря шаблону обновления синапса, который изменяется в зависимости от сложности классификации.

Важным преимуществом нового метода является то, что обучаемость может быть улучшена без дополнительных затрат энергии, поскольку сопротивление PCM возрастает самопроизвольно, из-за структурной релаксации после перехода в аморфную фазу.

Исследователи ожидают, что полученные ими результаты будут способствовать развитию алгоритмов обучения, использующих свойства мемристорных устройств, и откроют новое направление в разработке нейроморфных вычислительных чипов.

<< Назад: Лунный ковчег для биоматериалов 25.03.2021

>> Вперед: Магнит-мусороуборщик на орбите 24.03.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Паруса на современных судах 21.04.2015 Около 90% всех грузов перевозят морем, тратя на это огромное количество топлива. А как было славно раньше - поставил парус и плывешь себе, не отравляя окружающую среду выхлопом двигателя. Есть, правда, проблема: если ветер дует не туда или его нет вовсе, то никуда и не поплывешь. Инженеры из Норвегии решили на новом витке развития технологий вернуться к идее ветровой тяги, благо контролирующие органы с 2020 года будут очень жестко спрашивать за загрязнение неба над океаном. Парусом новой модели послужит сам корпус - гигантский корабль сильно возвышается над водой. Согласно расчету, при попутном ветре удастся развить скорость 19 узлов, то есть более тридцати километров в час. На случай отсутствия ветра предусмотрен газовый двигатель, причем одной заправки хватит на 70 дней пути. Газ менее вреден, чем уголь или солярка, поскольку в выхлопе гораздо меньше серы. А чтобы оптимизировать процесс, норвежцы попросили немецких коллег из Фраунгоферовского центра морских перевозок и служб разработать навигационный модуль. С учетом данных о погоде он так прокладывает маршрут, чтобы обеспечить наибольшую тягу от ветра и сэкономить топливо. Предполагается, что первое судно такого типа будет спущено на воду в 2019 году.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026