科學也可以如此靠近

新型量子材料可以使人工智慧學會遺忘


2017年11月26日00時 今日科學 Science
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科學家或許找到了代表人工智慧未來的量子材料。它能保存更大量的數據麼?不,它會遺忘丟失數據。

人腦才是科學家迄今為止所知道的最複雜最強大的計算機,而產生這種複雜性的機制之一就是我們忘記事情的能力——如今這種能力可以通過被稱為釤酸鎳的材料在人工智慧上再現了。

美國能源部阿貢國家實驗室(ANL)的研究人員、納米科學家Subramanian Sankaranarayanan說:「因為大腦的能力有限,它能夠忘記,它才能有效地工作。」

「很難找到一種類似於人腦遺忘模式的非生物材料,我們純屬幸運地發現了某個正在使用的材料實際上就可以模擬這種功能。」

科學家研究的釤鎳酸鹽是所謂的量子鈣鈦礦的一種,當好心的科學家擺弄它時,通過電阻的變化,發覺它的晶體結構發生變形。

科學家意識到,變化是由所謂的模擬質子摻雜實驗引起的,研究人員將材料暴露在影響晶格組成的氫氣中。

「當科學家從鈣鈦礦(SmNiO3(SNO))晶格中添加或去除質子(H +)時,材料的晶格結構會大大擴展或收縮,這一過程現在被成為晶格呼吸。」

這些比納米還小會喘氣的裝置可能聽起來不像是計算機的未來,但它們可能是打開未來之門的一把鑰匙。

這是因為隨著原子呼吸的進行,材料的適應性將隨著質子滲透操作而發生變化。

ANL的物理學家Hua Zhou說:「如果我們反覆添加或去除質子,最終會使鈣鈦礦的呼吸變得越來越微弱。」就像是生物體對刺激習以為常,不再做出應激反應。

「在你小時候第一次下水時,你非常害怕水滑梯,但是每下水一次,你的恐懼感會越來越少。」

這種態度變化不僅僅是信心的激增,也是對恐懼的遺忘。而科學家測試的材料,表明我們可以利用它開發能降解信息和記憶隨著時間衰退的存儲技術。

如同你無論如何也記不起六周前你吃的早餐一樣——利用電子版可塑性突觸技術,系統也可以模擬我們的記憶有時候是不可靠的特性,而這真是我們大腦的一個優點。那是因為當我們忘記事情的時候,可以在我們的記憶倉庫騰出更多的空間給新的信息。

這種有機數據處理系統與科學家所謂的習慣有關。這是一種學習過程,生物適應反覆刺激,因為它們變得越來越習慣於某些東西,減少了對非威脅的反應。

普渡大學的電氣工程師Kaushik Roy解釋說:「許多動物,甚至沒有大腦的生物也具有這種基本的生存技能。」

「這就是為什麼我們被稱之為有機體的原因,如果我定期看到某些信息,我會習慣,保留記憶,但如果我長時間沒有看到這樣的信息,那麼它慢慢開始在頭腦中衰退。」

當然,只是因為研究人員在量子模擬實驗中觀察到這種現象並不意味著我們可以立即將其用在人工智慧上。但是,研究團隊認為,這種會產生習慣的電導材料可以支持比以往任何時候更完美地模擬我們最重要的器官——包括所有缺陷——的新型計算機模型。

普渡大學高級研究員和材料工程師Shriram Ramanathan解釋說:「我們在研究報告中顯示的是,該材料的導電性允許我們做極其精細的調整。這可能是非常重要的,因為它是第一個直接用於解決神經學習中的一個主要問題的量子材料。」

這一發現被發表在Nature Communications上。

來源:煎蛋網

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