جهاز أشباه الموصلات العصبية يحقق أعلى معدل في العالم للتعرف على أنماط الكتابة اليدوية.. حوالي 96.77%
تطبيقه على العديد من أجهزة الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة ويمكنه معالجة المعلومات وتخزينها في وقت واحد والتعلم والتعرف على الصور
نجح فريق بحثي في تطوير أول جهاز شبه موصل عصبي في العالم بكثافة عالية وموثوقية عالية من خلال تطوير غشاء رقيق من مواد بطارية أيون الليثيوم.
لقد حققوا ذلك من خلال إنتاج أيونات الليثيوم فائقة الرقة، وهي مادة أساسية لبطاريات الليثيوم أيون التي تم تسليط الضوء عليها مؤخرًا، ودمجها مع مواد نانوية ثنائية الأبعاد. فريق البحث من قسم المواد السطحية والنانوية في المعهد الكوري لعلوم المواد (KIMS).
يحتوي جهاز أشباه الموصلات العصبية على مشابك وخلايا عصبية مشابهة للدماغ البشري، والتي تعالج المعلومات وتحفظها.
يستقبل الجهاز المشبكي إشارات من الخلايا العصبية، ويقوم بتعديل الوزن المشبكي (قوة الاتصال) بطرق مختلفة لمعالجة المعلومات وتخزينها في وقت واحد، على وجه الخصوص، يتيح الخطي وتماثل الأوزان المشبكية التعرف على الأنماط المختلفة باستخدام طاقة منخفضة.
من الصعب التحكم في حركة الأيونات
تستخدم الطرق التقليدية للتحكم في الأوزان المشبكية مصائد الشحن بين واجهات المواد غير المتجانسة أو أيونات الأكسجين، لكن في هذه الحالة، من الصعب التحكم في حركة الأيونات في الاتجاه المطلوب وفقًا للمجال الكهربائي الخارجي.
قام الباحثون بقيادة الدكتور يونج هون كيم، والدكتور جيونج داي كوون، بحل هذه المشكلة باستخدام جهاز ذكاء اصطناعي أشباه موصلات بكثافة عالية من خلال تطوير عملية غشاء رقيق مع الحفاظ على حركة أيونات الليثيوم وفقًا للمجال الكهربائي الخارجي، يتيح الغشاء الرقيق – الذي يبلغ سمكه عدة عشرات من النانومترات – معالجة الأنماط الدقيقة مع التحكم في سمك مقياس الرقاقة.
طور فريق البحث الفيلم باستخدام طريقة ترسيب الرش بالتفريغ المستخدمة في معالجة أشباه الموصلات العامة، سمك الفيلم المترسب أقل من 100 نانومتر.
بعد تصنيع جهاز من نوع الترانزستور على ركيزة رقاقة السيليكون وعندما يتم تطبيق مجال كهربائي من الخارج، تتحرك أيونات الليثيوم في فيلم الليثيوم الرقيق المشحون بحيث يمكن التحكم بدقة في توصيل القناة.
طبق فريق البحث نمط تعلم شبكة عصبية اصطناعية باستخدام جهاز المشبك هذا وطور التعرف على أنماط الكتابة بخط اليد.
يُظهر جهاز أشباه الموصلات للذكاء الاصطناعي معدل التعرف على نمط الكتابة اليدوية بحوالي 96.77% من خلال الحفاظ على خصائص الوزن المشبكي المعدل بدقة حتى في مجال كهربائي يتكرر أكثر من 500 مرة.
تطبيق على العديد من أجهزة الذكاء الاصطناعي
صرح فريق البحث، “لا يتطلب جهاز أشباه الموصلات العصبية من الجيل التالي وحدة المعالجة المركزية والذاكرة، وجهاز معالجة المعلومات التقليدي من نوع Von Neumann وجهاز تخزين المعلومات، يمكنه معالجة المعلومات وتخزينها في وقت واحد والتعلم والتعرف على الصور مثل أنماط الكتابة اليدوية.
ومن المتوقع أن يتم تطبيقه على العديد من أجهزة الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة مثل أنظمة الأجهزة العصبية ذات المستوى العالمي، والأجهزة اللمسية، وأجهزة استشعار الرؤية”.
نُشرت نتائج البحث في ACS Applied Materials & Interfaces ، يقوم فريق البحث بإجراء بحث متابعة على أجهزة الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة وأجهزة الحواف القابلة للارتداء.
