新发现的材料可以模拟海蛞蝓的智能特性

在先进的光子源的帮助下,一组科学家已经发现了一种新材料,指明方向更高效的人工智能硬件手术机器人从无人驾驶汽车。

人工智能(AI)更聪明,它需要首先一样聪明的动物王国最简单的生物之一:海蛞蝓。

一项新的研究发现一种材料可以模拟海蛞蝓最重要的智能特性。发现是一个一步建筑硬件,可以帮助使AI更加高效和可靠的技术从无人驾驶汽车、手术机器人社会媒体算法。

“我们在这些样品电阻率的变化非常敏感。我们可以直接探测电子态的氧和镍如何演变在不同治疗方法。”- - - - - -;范妮Rodolakis,阿贡国家实验室

该研究发表在《美国国家科学院学报》上,是由普渡大学的一组研究人员,罗格斯大学,佐治亚大学和美国能源部(DOE)的阿贡国家实验室。亚博老虎机网登录该团队使用先进的光子源(APS)的资源,美国能源部科学办公室用户设备在阿贡。亚博老虎机网登录

通过研究海蛞蝓,神经科学家发现情报的特点是任何生物的生存的基础,“Shriram拉马纳坦说,他是普渡大学材料工程的教授。亚博网站下载“我们希望利用成熟的智能动物加速发展的人工智能。”

两个主要的信号情报,神经科学家从海蛞蝓是习惯化和敏感化。习惯化是适应刺激随着时间的推移,如调优的声音每天开车时同样的路线去上班。敏化是相反的——;新刺激反应强烈,像从一家餐馆避免不好的食物。

人工智能真的很难学习和存储新的信息没有覆盖信息已经学习和存储,一个研究brain-inspired计算调用的问题“stability-plasticity困境。”习惯将允许人工智能“忘记”不必要的信息(实现更稳定),而敏化可以帮助保持新的和重要的信息(塑性)。

在这项研究中,研究人员发现一种方法来证明习惯化和敏感化氧化镍,量子材料。量子材料工程利用亚博网站下载自然特性只在最小的范围内,对信息处理和有用。如果量子材料可以可靠地模拟这些形式的学习,那么它可能AI直接构建到硬件。如果人工智能可以通过硬件和软件操作,它可以执行更复杂的任务使用更少的能量。

“我们基本上模拟实验在量子材料向海蛞蝓了解这些材料可以为人工智能感兴趣的,”亚博网站下载拉马纳坦说。

神经科学的亚博老虎机网登录研究表明,海蛞蝓演示习惯当它停止取消吉尔在回应攻。但是电击尾巴使其吉尔撤回更显著,表现出敏感。

氧化镍,相当于一个“吉尔撤军”是一种增加电阻的变化。研究人员发现,反复暴露材料氢气导致氧化镍的电阻变化量下降随着时间的推移,但引入一个新的刺激,如臭氧大大增加电阻的变化。

拉马纳坦和他的同事们使用了两个实验台在APS来测试这个理论,使用x光吸收光谱。氧化镍的样本被暴露在氢气和氧气,和APS的ultrabright x射线看到材料在原子水平的变化。

“氧化镍是一种相对简单的材料,阿贡国家实验室的物理学家华周说,他是研究报告的合著者曾与团队在beamline 33-ID。“我们的目标是使用一些容易制造,然后看看它会模仿这种行为。我们看材料是否得到或者失去一个电子在暴露于气体。”

该研究小组同时进行扫描beamline 29-ID,利用软x射线探测不同的能量范围。尽管x射线越33-ID更敏感的“核心”电子,那些接近原子核的氧化镍原子,软x射线可以更容易观察电子外壳。这些电子定义是否导电材料或电阻电。

“我们对这些样品的电阻率的变化非常敏感,”阿贡国家实验室的物理学家范妮Rodolakis说,他是研究报告的合著者的工作beamline 29-ID。“我们可以直接探测电子态的氧和镍如何演变在不同治疗方法。”

物理学家詹张和博士后研究员曹回族,阿贡,导致了工作,在纸上列出作为合著者。张说APS是适合这样的研究,由于其明亮的光束,可以调整不同的能量范围。

为实际使用量子材料作为人工智能硬件,研究人员将需要找出如何亚博网站下载应用在大规模系统习惯化和敏感化。他们还必须确定材料如何响应刺激而集成到一个计算机芯片。

本研究的起点指导下一步,研究人员说。同时,APS正在经历一场巨大的升级,不仅会增加梁的亮度高达500次,但将允许那些光束集中比现在小得多。周说,这将被证明是有用的一旦这项技术并找到进入电子设备。

“如果我们想要测试的属性微电子学、”他说,“梁越小,升级后的APS将给我们将至关重要。”

除了实验在普渡大学和阿贡,罗格斯大学的一个小组进行详细的理论计算,还不明白发生了什么在氧化镍在微观水平上模拟海蛞蝓的智能特性。乔治亚大学的电导率测量,进一步分析材料的行为。

这个故事的一个版本最初是由普渡大学出版

来源:https://www.anl.gov/

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