خلية عصبية اصطناعية جديدة تقلل استهلاك الطاقة وتحاكي الدماغ البشري

ويهدف هذا الابتكار إلى تطوير أجهزة أكثر كفاءة وأقل استهلاكا للطاقة، تماشيا مع الطلب المتزايد نتيجة التطور السريع للذكاء الاصطناعي وأنظمة التعلم الآلي.

تستند هذه الخلية العصبية الجديدة إلى بنية الدماغ البشري، حيث تعمل الخلايا الحية بوصلات ديناميكية تضعف أو تقوى مع مرور الوقت، وهي العملية المعروفة بالمرونة المشبكية، والتي تسمح للدماغ بالتكيف والتعلم. وقد نجح الباحثون في جامعة “فودانغ” في محاكاة هذه القدرة بدقة أكبر باستخدام شبه موصل أحادي الطبقة فائق الرقة من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂) وذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، وفق ما نُشر في مجلة Nature Electronics.

ويعتبر جسم الإنسان أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة مقارنة بالدوائر الكهربائية التقليدية؛ فالدماغ يحتوي على مليارات الخلايا العصبية ويستهلك حوالي 20 واط فقط لتنفيذ مهام معقدة، بينما يمكن لنماذج اللغة الكبيرة أن تستهلك ما يصل إلى ميغاواط من الكهرباء.

وأوضحت المؤلفة الرئيسية للبحث، جيون ياو، أستاذة الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر في جامعة “ماساتشوستس”، أن النسخ السابقة من الخلايا العصبية الاصطناعية استهلكت جهدا أعلى بـ10 مرات وطاقة أكثر بـ100 مرة مقارنة بالخلايا الجديدة، التي تسجل 0.1 فولط فقط، أي ما يقارب جهد الخلايا العصبية البيولوجية.

ويكمن السر في الكفاءة العالية لهذه الخلية الجديدة في استخدام أسلاك نانوية بروتينية مستخلصة من بكتيريا Geobacter sulfurreducens، المعروفة بقدرتها على توليد الكهرباء، ما يعزز الأداء مع الحد من استهلاك الطاقة.

المصدر: Naukatv.ru