محققان با الهام از کارکرد مغز، معماری محاسباتی جدیدی ایجاد کردند

یک تیم بین‌المللی متشکل از دانشمندان کشورهای مختلف، از جمله محققان دانشگاه لیمریک ایرلند، موفق به ایجاد یک معماری محاسباتی جدید شدند و مولکول جدیدی کشف کرده‌اند که می‌تواند سرعت تصمیم‌گیری رایانه‌ها را به طرز چشمگیری افزایش دهد.

این کشف جدید در مصرف بهینه انرژی، با ایجاد نوع جدیدی از معماری محاسباتی، پیامدهای عمده‌ای در زمینه‌های مختلفِ تصمیم‌گیری‌های رایانه‌ای از قبیل تصمیم‌های مالی یا بیوانفورماتیک خواهد داشت.

این تیم تحقیقاتی کشف کرد که یک مولکول ساده‌ی 77 اتمی می‌تواند به مثابه عضوی اصلی و جدید در مدار الکترونیکی قرار گیرد و منطق پیچیده به صورت خصیصه‌های مواد نانو در آن کدگذاری شود.

نوع جدید معماری محاسباتی

دانشمندان این نوع جدید معماری محاسباتی مبتنی بر مغز را با بهینه‌سازی خصیصه‌های الکتریکی بلورهای نرمِ بدست آمده از مولکول‌ها ایجاد کردند. یافته‌های تحقیقات آن‌ها به تازگی در مجله Nature منتشر شده است.

دامین تامپسون، استاد فیزیک دانشگاه لیمریک که سرپرستی تحقیقات در زمینه طراحی مواد پیش‌بینی‌کننده در موسسه برنال را بر عهده دارد، با استفاده از شبیه سازی‌های رایانه‌ای پیشرفته که در ابر رایانه مرکزی ایرلند برای محاسبات پیشرفته به کار می‌‌رود، به این کشف جدید دست یافت.

او نشان داد که این مولکول از عدم تقارن طبیعیِ پیوندهای آلی-فلزی خود استفاده می‌کند تا به حالت‌های مختلف در آید. به این ترتیب، مولکول می‌تواند به راحتی تصمیم‌گیری‌های بسیار سریع را انجام دهد.

طبق توضیحات این دانشمند بنیاد علوم ایرلند: «در این دستگاه جدید، همه کارها در یک نقطه انجام ‌‌می‌شود، بنابراین، دیگر نیازی به خواندن اطلاعات یا جابجایی آن‌ها نیست».

این رویکرد «تنگنای فون نویمان» را برطرف ‌‌می‌کند، مشکلی که از همان ابتدا رایانه‌ها را گریبان‌گیر خود کرده بود و کماکان مانعی بر سر راه توسعه فناوری به شمار می‌آید. با ساخت این مدار مولکولی جدید، واحد پردازش رایانه دیگر نیازی ندارد برای انجام عملیات‌های محوله داده ها را جداگانه دریافت کند و همین امر باعث صرفه‌جویی زیادی در زمان و انرژی ‌‌می‌شود.

تامپسون می‌گوید: «به خاطر قابلیت‌های احتمالی این کشف جدید بسیار هیجانزده هستیم چراکه این مدار تمام ویژگی‌های محاسبات مغزی را در خود ‌دارد. اولین قابلیت این است که تعداد زیادی از پردازنده مولکولی بسیار ریز و یکسان با هم شبکه‌ شده‌اند و در کنار هم به طور موازی کار ‌‌می‌کنند. از آن مهم‌تر این است که مدار قابلیت افزونگی و پیکربندی مجدد را دارد. با این قابلیت‌ها، حتی در صورتی که یکی اجزاء آن ناقص کار کند یا در طول عملیات عملکرد یکسانی نداشته باشد، دستگاه ‌‌می‌تواند مشکل را حل کند».

عناصر مناسب برای محاسبات پیشرفته

پروفوسور تامپسون در ادامه توضیح‌ داد که می‌توان از عناصر این مدار جدید در ساخت رایانه‌های کوچک‎تر، سریع‌تر و کم مصرف‌تر استفاده کرد. به عبارتی این عناصر دقیقاً همان چیزی هستند که برای محاسبات پیشرفته، اینترنت اشیاء و برنامه‌های هوش مصنوعی مورد نیاز است.

محققان انجمن پرورش علم هند (IACS) واقع در کلکته، این مولکول‌های آلی فلزی را سنتز کرده، سپس این مولکول‌ها در دانشگاه ملی سنگاپور به صورت فیلم درآمده‌اند و در همین دانشگاه و همچنین در آزمایشگاه تحقیقاتی هوش مصنوعی هیولت پاکاردِ کلرادو و در دانشگاه اِی اَند اِم تگزاس موردآزمایش قرار گرفته‌اند.

پروفسور لوک ون‌در ویلن، مدیر موسسه برنال و پروفسور مهندسی و طراحی سیستم‌های زیستی این موسسه، از این موفقیت دانشمندان دانشگاه لیمریک ابراز خرسندی نموده و توضیح داد که: «این پژوهش تاثیر بسزایی به همراه داشته است و مشوقی برای موسسه برنال خواهد بود تا در این حوزه علمی برتر، دنیا را تحت تاثیر قرار دهد. این تحقیقات حاصل مشارکت دانشمندان پیشروی موسسه برنال در حوزه مدل‌سازی مواد پیش‌بینی‌کننده است».

پروفسور سین آرکینز، رئیس دانشکده علوم و مهندسی لیمریک، معتقد است که: «محققان گروه فیزیک لیمریک در بهره برداری از مواد آلی برای کاربردهای الکتریکی پیشگام بوده‌اند و این کشف جدید آن‌ها را در صدر تحقیقات نانوفناوری مولکولی قرار ‌‌می‌دهد».

جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید