Trotz der Tatsache, dass der Begriff "neuronales Netzwerk" sowohl auf die anatomische Struktur als auch auf ein Computersystem angewendet werden kann, weisen diese neuronalen Netzwerke immer noch mehr Unterschiede als Ähnlichkeiten auf. Dies ist vor allem auf die äußerst komplexe Struktur der Nervenplexus des Gehirns zurückzuführen. Dies könnte sich jedoch dank der Entwicklung von Wissenschaftlern des US National Institute of Standards and Technology ändern. Ihre Erfindung könnte eine neue Stufe in der Entwicklung der neuronalen Netzwerktechnologie werden.
Tatsache ist, dass das menschliche Gehirn aus Hunderten von Millionen von Neuronen besteht, von denen jedes mit Zehntausenden anderer Neuronen verbunden ist. Diese komplexe Struktur in einer eher vereinfachten Form wird als Grundlage für den Aufbau künstlicher neuronaler Netze verwendet, mit dem einzigen Unterschied, dass die heute vorhandene Elektronik ein derart komplexes Routing nicht bewältigen kann und die Anzahl der Verbindungen zwischen den Elementen des neuronalen Netzes zehn- und hundertfach reduziert werden muss, was sich auf die Leistung auswirkt … Natürlich gibt es jetzt Projekte, die darauf abzielen, das Gehirn zu emulieren, aber sie stoßen auch an die Grenzen der Leistungsfähigkeit bestehender Technologien.
Chipstrukturdiagramm. Die dreidimensionale Struktur bietet das ausgefeilte Routing und die Signalrate, die zur Simulation der Struktur des Gehirns erforderlich sind.
Das Entwicklungsteam des US National Institute of Standards and Technology bietet einen etwas anderen Ansatz. Wissenschaftler wollen Licht anstelle von Elektrizität als Mittel zur Übertragung eines Signals verwenden. Zu diesem Zweck wurde ein spezieller Chip entwickelt, der optische Signale entlang eines Miniaturgitters in verschiedene Richtungen verteilt. Dank der Verwendung eines neuen Signaltyps konnte das Problem der Verbindung neuronaler Netzwerkelemente durch vertikales Stapeln von zwei Schichten photonischer Strukturen überwunden werden. Sie beschränken das Licht auf Linien, um optische Signale auf die gleiche Weise zu leiten, wie Drähte einen elektrischen Impuls übertragen. Mit diesem Ansatz können Sie komplexe Routing-Schemata erstellen, die zur Simulation der neuronalen Strukturen des Gehirns erforderlich sind, und sowohl die Signalübertragungsrate als auch die Anzahl der Verbindungen zwischen Netzwerkelementen erhöhen. Außerdem,Das System ist sehr skalierbar und kann in Zukunft problemlos erweitert werden. Und wenn "gewöhnliche" neuronale Netze Fortschritte beim Selbstlernen und bei der Mustererkennung machen, ist es schwer vorstellbar, wozu eine Struktur in der Lage sein wird, die die Arbeit des Gehirns nachahmt.
Vladimir Kuznetsov
