مع أننا لم نقترب بعد من استنساخ تعقيد الدماغ البشري إلى الذكاء الاصطناعي، يحرز العلماء تقدمًا باستخدام بعض الأجهزة المتخصصة، مثل المقاوم الكهربائي المبرمج المطور حديثًا.
تُستخدم المقاومات الكهربائية في تشكيل الشبكات العصبية بواسطة نظام الذكاء الاصطناعي، استنادًا إلى بنية مصممة لمحاكاة الدماغ البشري.
هذا الجهاز يمكنه معالجة المعلومات أسرع بمليون مرة من التشابكات الموجودة في دماغ الإنسان، تلك التي تربط الخلايا العصبية معًا.
خصوصًا، الهدف من التشابك الصناعي هو استخدامه في التعلم التناظري العميق، وهو نهج لتطوير الذكاء الاصطناعي فيما يتعلق بزيادة السرعة، وتقليل الطاقة المستخدمة، ما يُعد أمرًا مهمًا فيما يتعلق بالطلب على الموارد الطبيعية لكوكبنا.
مفتاح تحسين المقاوم الكهربائي هو استخدام مواد غير عضوية فعالة منتقاة بكفاءة. يقول الفريق المختص بهذا المشروع إن النتائج الخاصة بسرعة التعلم في الشبكات العصبية للذكاء الاصطناعي مبهرة.
يقول عالم الكمبيوتر «مورات أونين» من جامعة ماساتشوستس للتكنولوجيا: «عندما يكون لديك معالج تناظري، لن تضطر لتدريب الشبكات العصبية التي يعمل عليها الآخرون. بل ستدرب شبكات بتعقيد غير مسبوق، ومن ثم تتفوق على جميع الشبكات الأخرى في الأداء بدرجة بالغة».
تعتمد المادة غير العضوية على الفوسفوسيلكات (PSG)، أو ما يعرف بثاني أكسيد السيليكون، مضافًا إليه الفسفور. يُستخدم بوصفه إلكتروليتًا صلبًا في المقاوم الكهربائي، إذ تسمح فتحاته النانوية للبروتونات بالعبور من خلاله بسرعات غير مسبوقة، عند تسليط نبضات بمقدار 10 فولت عليه.
يمكن تصنيع الفوسفوسيليكون باستخدام تقنيات التصنيع ذاتها المطبقة لصنع دوائر السيليكون المعتادة. ومن ثم يمكن تطبيقه في عمليات الإنتاج الحالية دون زيادة كبيرة في التكاليف.
في الدماغ، تقوى أو تضعف التشابكات العصبية بهدف التحكم في تدفق الإشارات العصبية. وبالمثل، فإن التحكم في حركة البروتونات بهدف التأثير في التوصيل الكهربائي يحقق النتيجة ذاتها. وهي عملية سريعة وموثوقة ويمكن تطبيقها في درجة حرارة الغرفة، ما يجعلها عملية أيضًا.
يقول أونين: «كانت السرعة مفاجئةً. عادةً لا نطبق ظروفًا شديدةً كهذه على الأجهزة حتى لا تحترق، لكن في هذه الحالة انتقلت البروتونات بالفعل بسرعات هائلة عبر الأجهزة، تحديدًا انتقلت بسرعة أكبر بمليون ضعف مقارنةً بالسابق».
«لم تسبب هذه الحركة أي أضرار، بفضل الحجم الدقيق والكتلة الصغيرة للبروتونات، كان الأمر أشبه بالانتقال الآني».
تُستخدم هذه الإمكانيات الهائلة لتدريب الذكاء الاصطناعي بسرعة أكبر بكثير، وباستخدام أقل للطاقة. لصنع شبكة عصبية قابلة للعمل، تُكدس المقاومات الكهربائية معًا على شكل مصفوفات تشبه لوحة الشطرنج، يمكن تشغيلها على التوازي لزيادة السرعات.
تاليًا، يتعين على الباحثين اتخاذ ما تعلموه حول تطوير هذا المقاوم الكهربائي وتكييفه، من أجل إنتاجه على نطاق أوسع. لن يكون هذا الأمر سهلًا، لكن الفريق واثق أنه قابل للتحقيق.
سنرى النتيجة النهائية في أنظمة الذكاء الاصطناعي، التي تتعرف على الصور، أو تعالج الأوامر الصوتية.
يمكن تحسين أي شيء يستطيع الذكاء الاصطناعي تعلمه، بتحليل كميات هائلة من البيانات، وهذا الأمر يمتد الى مجالات أخرى، مثل السيارات ذاتية القيادة، وتحليل الصور الطبية.
وستسمح الدراسات المقبلة لهذه المقاومات الكهربائية أن تكون جزءًا من الأنظمة الفعلية، وأن تتغلب على مشكلات الأداء المحتملة، التي تحد حاليًا من الجهد الذي يمكن تطبيقه.
اقرأ أيضًا:
تحليل ذكاء اصطناعي لمئة ألف دراسة مناخية يظهر مدى ضخامة الأزمة بالفعل
باحثون يستعملون الذكاء الاصطناعي لتدريب مجموعة من الروبوتات للعمل سويًا
ترجمة: مصطفى عبدالعظيم
تدقيق: منال توفيق الضللي
