磁鐵可以幫助人工智能更接近人類大腦的效率

新的類似大腦的網(wǎng)絡(luò)可以幫助機器人在物體識別任務(wù)中實現(xiàn)類似人類的效率研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種過程，利用類似腦狀網(wǎng)絡(luò)的磁性來編程和教授個人機器人，自動駕駛汽車和無人機等設(shè)備，以更好地概括不同的物體。計算機和人工智能繼續(xù)引領(lǐng)人們購物方式的重大變化。訓(xùn)練機器人的大腦來創(chuàng)建購物清單相對容易，但是如何確保機器人購物者能夠輕松地分辨商店中數(shù)以千計的產(chǎn)品?

普渡大學(xué)的研究人員和大腦靈感計算專家認為，部分答案可能存在于磁鐵中。研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種過程，利用類似腦狀網(wǎng)絡(luò)的磁性來編程和教授個人機器人，自動駕駛汽車和無人機等設(shè)備，以更好地概括不同的物體。

“我們的隨機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)試圖模仿人類大腦的某些活動，并通過神經(jīng)元和突觸的聯(lián)系進行計算，”普渡大學(xué)的Edward G. Tiedemann Jr.電氣和計算機工程杰出教授Kaushik Roy說。“這使得計算機大腦不僅可以存儲信息，還可以很好地概括對象，然后做出推斷，以更好地區(qū)分對象。”

羅伊在本月早些時候在德國舉行的年度德國物理科學(xué)會議上介紹了該技術(shù)。這項工作也出現(xiàn)在神經(jīng)科學(xué)的前沿。

納米磁體的開關(guān)動力學(xué)類似于神經(jīng)元的電動力學(xué)。磁隧道結(jié)器件顯示出開關(guān)行為，其本質(zhì)上是隨機的。

隨機切換行為表示神經(jīng)元的S形切換行為。這種磁隧道結(jié)也可用于存儲突觸權(quán)重。

Purdue小組提出了一種新的隨機訓(xùn)練算法，用于使用尖峰定時依賴性可塑性(STDP)，稱為隨機STDP，已經(jīng)在大鼠的海馬體中進行了實驗觀察?；谒岢龅挠糜趯W(xué)習不同對象表示的算法，磁體的固有隨機行為被用于隨機地切換磁化狀態(tài)。

然后在推斷期間使用在納米磁體的磁化狀態(tài)下確定性編碼的訓(xùn)練的突觸權(quán)重。有利地，使用高能阻擋磁體(30-40KT，其中K是玻爾茲曼常數(shù)，T是工作溫度)不僅允許緊湊的隨機基元，而且還使相同的器件能夠用作滿足數(shù)據(jù)的穩(wěn)定存儲器元件。保留要求。然而，用于執(zhí)行類似S形的神經(jīng)元計算的納米磁體的勢壘高度可以降低到20KT以獲得更高的能量效率。

“我們開發(fā)的磁鐵技術(shù)的最大優(yōu)勢在于它非常節(jié)能，”領(lǐng)導(dǎo)普渡大學(xué)腦智能計算中心實現(xiàn)自主智能的羅伊說。“我們創(chuàng)建了一個更簡單的網(wǎng)絡(luò)，代表神經(jīng)元和突觸，同時壓縮執(zhí)行類似腦計算功能所需的內(nèi)存和能量。”

羅伊表示，大腦般的網(wǎng)絡(luò)在解決難題方面也有其他用途，包括組合優(yōu)化問題，如旅行商問題和圖形著色。所提出的隨機裝置可以充當“自然退火爐”，幫助算法擺脫局部最小值。

他們的工作與普渡大學(xué)的巨型飛躍慶?；顒颖３忠恢?，承認該大學(xué)在人工智能方面的全球進步是普渡大學(xué)成立150周年的一部分。這是為期一年的慶祝活動創(chuàng)意節(jié)的四個主題之一，旨在展示普渡大學(xué)作為解決現(xiàn)實問題的知識中心。

Roy曾與Purdue研究基金會技術(shù)商業(yè)化辦公室合作，為C-BRIC的一些研究提供專利技術(shù)。他們正在尋找合作伙伴來授權(quán)該技術(shù)。