2D-транзисторы «научились» имитировать мозг саранчи, чтобы избежать столкновений

Исследователи создали 2D-транзистор со сверхмалым энергопотреблением, чтобы имитировать нейроны предотвращения столкновений саранчи в своих автономных роботах. Ученые из Индийского технологического института Бомбея и Королевского колледжа Лондона совместно работали над исследованием, направленным на изучение маломощных решений для автономных роботов и транспортных средств, популярность которых растет.

Автономное вождение и движение уже давно являются Святым Граалем для разработчиков и исследователей машинного обучения, искусственного интеллекта, а предотвращение столкновений является ключом к тому, чтобы сделать эту технологию осуществимой в реальном мире. С этой целью студенты IITB и Королевского колледжа поставили перед собой задачу создать решение для предотвращения столкновений при чрезвычайно малой мощности.

Изучая предотвращение столкновений, ученые обнаружили у саранчи нейрон, обнаруживающий столкновения. Этот нейрон, получивший название LGMD (lobula giant movement detector), активируется, когда крупные объекты приближаются к саранче, помогая насекомому избежать опасности. Этот нейрон удалось продублировать учёным с помощью невероятно тонких двумерных транзисторов, которые также генерируют импульсы, аналогичные нейрону саранчи, и при тех же затратах энергии: менее 100 пикоджоулей (для сравнения, включение лампы накаливания мощностью 100 Вт в течение одной секунды стоит 100 джоулей энергии). Тонкий и дешевый транзистор также был полностью функциональным, его можно было перепрограммировать для поиска различных типов движения и успешного обхода препятствий с высокой степенью точности.

2D-транзистор — несбыточная мечта для крупных производителей микросхем, поскольку, когда транзисторы становятся меньше, они также становятся более энергоэффективными. Конечно, транзистор, использованный в исследовании IITB, очень простой: он включается при обнаружении движения в пределах диапазона и не более того. Но у авторов есть видение того, куда может пойти эта двумерная технология после проведения данного исследования.

Эти сверхэффективные транзисторы могли бы значительно снизить энергозатраты на часто неэффективные технологии искусственного интеллекта, доступные нам сегодня. Профессор Бипин Раджендран (Bipin Rajendran) из Королевского колледжа Лондона и соавтор исследования, пишет: «Мы продемонстрировали, что эту импульсную нейронную цепь можно использовать для обнаружения препятствий. Однако схема может быть использована и в других нейроморфных приложениях (системах, имитирующих человеческий мозг), основанных на технологии аналоговых или смешанных сигналов, для которых требуется импульсный нейрон с низкой энергией».

Если вам интересны подробности и ученые, стоящие за исследованием, вы можете ознакомиться с исследованием здесь.