ابتكار ثورى.. خلايا عصبية اصطناعية تحاكي سلوك الدماغ البشري
في خطوة فريدة من نوعها قد تحدث ثورة في تطوير أجهزة حاسوبية أكثر كفاءة تشبه الدماغ، وتدعم الذكاء الاصطناعي العام، تمكن فريق بحثي في كلية فيتربى للهندسة وكلية الحوسبة المتقدمة بجامعة جنوب كاليفورنيا من ابتكار خلايا عصبية اصطناعية تحاكي السلوك الكهروكيميائي للخلايا الدماغية الحقيقية.
تعمل هذه الخلايا الجديدة باستخدام عمليات كيميائية وكهربائية حقيقة، ما يجعلها أكثر شبها بالخلايا الدماغية الطبيعية، وفقًا لما ذكره موقع "إنتريستنج إنجينيرينج".
قاد المشروع جوشوا يانج، أستاذ هندسة الحاسوب والكهرباء ومدير مركز التميز في الحوسبة العصبية الشكلية بجامعة جنوب كاليفورنيا، الذي طور مع فريقه نوعاً جديداً من الخلايا العصبية الاصطناعية يعتمد على ما أطلقوا عليه اسم "المقاومات الذاكرية الانتشارية".
كيف تعمل الخلايا العصبية الاصطناعية؟
تعتمد هذه الخلايا على حركة الأيونات لمعالجة المعلومات، محاكاةً دقيقة لكيفية عمل الدماغ البشري، حيث تتحول الإشارات الكهربائية في نهاية الخلية العصبية إلى إشارات كيميائية لنقل المعلومات، ثم تعود كهربائية بعد عبور الإشارة.
قال أستاذ هندسة الحاسوب والكهرباء ومدير مركز التميز في الحوسبة العصبية الشكلية بجامعة جنوب كاليفورنيا إنه على الرغم من أن الأيونات في نقاط التشابك العصبي والخلايا الاصطناعية ليست متطابقة تماماً، إلا أن الفيزياء التي تحكم حركة الأيونات وديناميكياتها متشابهة جداً".
مضيفًا: "الفضة سهلة الانتشار، وتمكّننا من محاكاة النظام الحيوي ببنية بسيطة للغاية".
أنظمة مشابهة للدماغ البشري
يتيح تصميم المقاوم الذاكري الانتشاري لكل خلية عصبية اصطناعية شغل مساحة ترانزستور واحد فقط، بدلًا من عشرات أو مئات الترانزستورات المستخدمة في التصاميم التقليدية.
ويشير يانج إلى أن استخدام الأيونات يوفر كفاءة طاقة أعلى مقارنة بالحوسبة القائمة على الإلكترونات، ويتيح تعلم الأنظمة بفعالية مشابهة للدماغ البشري، الذي يتعرف على الأشياء بعد رؤيتها عدة مرات فقط وباستهلاك نحو 20 واط من الطاقة، في حين تتطلب أنظمة الذكاء الاصطناعي الحالية كميات هائلة من الطاقة لأداء مهام مماثلة.
خطوة نحو الذكاء الاصطناعي العام
يخطط فريق يانج لتجربة شبكات كبيرة من هذه الخلايا ومقارنة أدائها بقدرة الدماغ على التعلم، بالإضافة إلى دراسة كيفية عمل الدماغ نفسه بشكل أفضل، وذلك بعد تطوير خلايا عصبية اصطناعية مدمجة وذات كفاءة عالية.