В биологическом организме есть различные типы нервных клеток, в том числе, градуированные нейроны, которые кодируют информацию посредством постепенных изменений в потенциале мембраны. Таким образом достигается тонкая и точная обработка сигнала. Другие типы, например, спайковые нейроны, передают информацию только целиком, наподобие бинарного кода.

Лазерные градуированные нейроны, созданные учеными из Гонконга, преодолели ограничение скорости, присущее современным фотонным версиям искусственных нейронов. «Использовав нейронную нелинейную динамику и быстрые вычисления, мы построили резервуарную вычислительную систему, которая демонстрирует выдающуюся производительность в задачах для ИИ, таких как распознавание закономерностей и прогнозирование последовательностей», — сказал Хуан Чаожань, руководитель научной группы.

Искусственный градуированный нейрон на чипе с лазером на квантовых точках смог достичь скорости обработки сигнала 10 Гбод.

Для демонстрации возможностей своих градуированных нейронов исследователи создали на его основе резервуарную вычислительную систему. Этот метод вычисления используют особый тип сети — резервуар — для обработки темпоральных данных, например таких, которые используются в распознавании речи и прогнозировании погоды. Нелинейная динамика искусственных нейронов и высокая скорость обработки лазерного градуированного нейрона делают его идеальным решением для высокоскоростных вычислений, пишет EurekAlert.

Опытная резервуарная система показала идеальное распознавание закономерностей и предсказание последовательностей, в частности, долгосрочных. К примеру, она обрабатывает 100 млн ударов сердца в секунду и распознает паттерны аритмии со средней точностью 98,4%.

«Наша технология может ускорить процесс принятия решений ИИ в ситуациях ограниченного времени, не жертвуя точностью, — сказал Хуан. — Мы надеемся, что интеграцию нашей технологии в граничные компьютерные устройства — обрабатывающие данные вблизи конечных устройств — способствует появлению более быстрых и умных систем ИИ, которые лучше выполняют практические задачи с пониженным потреблением энергии».

Американские нейробиологи применили точный метод фиксации электрической активности мозга. И смогли идентифицировать отдельные кластеры нейронов, обрабатывающие разный лингвистический контекст, от одного слова до нескольких.