این ماده مانند حیوانات یاد می‌گیرد و می‌تواند به تحقیقات بیشتر در مورد هوش مصنوعی کمک کند

منتشر شده در thenextweb به تاریخ ۲۳ دسامبر ۲۰۲۱
لینک منبع This material ‘learns’ like animals, and could help further AI research

ایده بزرگ

اکسید نیکل یک ماده منحصر به فرد است که توانایی یادگیری چیزها در مورد محیط اطراف خود را به شیوه‌ای نشان می‌دهد که از اساسی‌ترین توانایی‌های یادگیری حیوانات تقلید می‌کند، همانطور که من و همکارانم در یک مقاله جدید توضیح می‌دهیم.

بیش از نیم‌قرن است که دانشمندان علوم اعصاب برای درک اصول یادگیری حیوانات، حلزون‌های دریایی را مطالعه کرده‌اند. دو مفهوم اساسی یادگیری، عادت و حساسیت است. عادت زمانی رخ می‌دهد که پاسخ یک ارگانیسم به یک محرک مکرر به طور مداوم کاهش یابد. وقتی محققان برای اولین بار به یک حلزون دریایی دست می‌زنند، آبشش آن از بین می‌رود. اما هرچه بیشتر به حلزون دست بزنند، کمتر آبشش را جمع می‌کند. حساسیت، واکنش شدید یک موجود زنده به یک محرک مضر یا غیر منتظره است. اگر محققان سپس به یک حلزون دریایی ضربه بزنند، آبشش‌های خود را بسیار بیشتر از زمانی که فقط لمس می‌کردند جمع می‌کند. این حساسیت است.

وقتی اکسید نیکل به طور متناوب در گاز هیدروژن و هوا غوطه‌ور می‌شود، رفتار آن تغییر می‌کند. دانشگاه پوردو / کایلا ویلیس

اکسید نیکل ویژگی‌هایی دارد که به طور قابل‌توجهی شبیه به این رفتار یادگیری است. به جای اینکه آبشش‌ها منقبض شوند، ما تغییر در هدایت الکتریکی مواد را اندازه‌گیری کردیم. این محرک، به جای ضربه انگشت، مکررا محیط اکسید نیکل را بین هوای نرمال و گاز هیدروژن جایگزین می‌کرد.

اکسید نیکل جالب است چون وقتی آن را در معرض گاز هیدروژن قرار می‌دهید، ساختار کریستالی آن تغییر می‌کند و الکترون‌های بیشتری برای تولید یک جریان الکتریکی در دسترس قرار می‌گیرند. در آزمایش ما، ما به تغییر بین محیط‌های فقط هیدروژن و هوای معمولی ادامه دادیم. شما انتظار دارید که رسانایی الکتریکی در رابطه با قرار گرفتن در معرض هیدروژن یا هوا، به طور مستقیم بالا و پایین نوسان کند. اما درست مانند حلزون‌های دریایی، هر چه بیشتر آن را تحریک کنیم، تغییر رسانایی اکسید نیکل به آرامی کاهش می‌یابد. به هیدروژن عادت کرد.

با این حال، زمانی که ما ماده را در معرض نور شدید یا ازن قرار دادیم، به سرعت رسانایی خود را تغییر داد - به همان روشی که یک حلزون همیشه به یک شوک کوچک واکنش چشمگیری نشان می‌دهد.

رسانایی اکسید نیکل اطلاعات را به همان نحو که حلزون‌ها یاد می‌گیرند ذخیره می‌کند. دانشگاه پوردو / کایلا ویلیس

چرا اهمیت دارد؟

توانایی یادگیری، به خاطر سپردن و یا فراموش کردن اطلاعات مورد نیاز یک مهارت قدرتمند برای هر حیوان یا ماشینی است. تاکنون، اکثریت قریب به اتفاق تحقیقات در زمینه هوش مصنوعی بر روی رویکردهای مبتنی بر نرم‌افزار برای یادگیری ماشین متمرکز شده‌اند، با تلاش بسیار کمتری برای مطالعه توانایی‌های یادگیری مواد.

در مرکز این دو حوزه تحقیقاتی، حوزه کامپیوترهای الهام‌گرفته از مغز قرار دارد. دانشمندان برای اینکه هوش در سخت‌افزار کد گذاری شود، به نیمه‌رساناهایی نیاز دارند که بتوانند از تجربیات گذشته یاد بگیرند و با محیط‌های پویا به روشی فیزیکی شبیه به نورون‌های مغز حیوانات، سازگار شوند. تحقیقات جدید ما نشان می‌دهد که چگونه اکسید نیکل ویژگی‌های یادگیری را نشان می‌دهد که چگونه این یا مواد مشابه می‌توانند به عنوان بلوک‌های سازنده برای رایانه‌های آینده عمل کنند.

چیزی که هنوز مشخص نیست

قبل از اینکه چنین موادی را بتوان در تراشه‌های کامپیوتری گنجاند، برخی شکاف‌های دانشی وجود دارند که باید به آن‌ها پرداخته شود. برای مثال، هنوز مشخص نیست که یک ماده در چه مقیاس زمانی باید یاد بگیرد که در سیستم‌های الکتریکی مفید باشد. چگونه چیزی باید یاد بگیرد و یا فراموش کند که مفید باشد؟ ناشناخته دیگر این است که چگونه و یا آیا تغییر ساختار اکسید نیکل برای ایجاد رفتارهای یادگیری مختلف امکان پذیر است.

مشخص نیست که آیا خود اکسید نیکل می‌تواند برای محاسبات استفاده شود یا خیر، اما مفاهیم موجود می تواند الهام بخش نوآوری‌های بیشتر باشد. دانشگاه پوردو / ارین ایسترلینگ

گام بعدی چیست؟

علاوه بر آزمایش‌های بیشتر بر روی خود ماده، درس‌های نظری برای بررسی وجود دارد. مشاهدات رفتار جمعی حیوانات در طبیعت - مانند گله‌های پرندگان و ماهی‌ها - محققان را برانگیخته است تا زمینه‌هایی از هوش مصنوعی مانند هوش جمعی را توسعه دهند. به شیوه‌ای مشابه، حرکت جمعی جالب اتم‌ها و الکترون‌ها در مواد می‌تواند الهام‌بخش AI و طراحی سخت‌افزاری در آینده باشد.

با کشف مواد جدیدی که می‌توانند اتم‌های متحرک را در خود جای دهند، من خوش‌بین هستم که شاهد پیشرفت‌های بیشتری باشیم که می‌تواند محققان را یک قدم به طراحی رایانه‌هایی که از مغز حیوانات تقلید می‌کنند نزدیک‌تر کند.

این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات هوش مصنوعی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.