Các nhà nghiên cứu đang tiến gần hơn đến việc tạo được chip mô phỏng não người hoàn chỉnh

Chúng ta đang tiến gần hơn đến Bicentennial Man (Người hai trăm tuổi - một bộ phim khoa học viễn tưởng khá nổi tiếng của Mỹ) nhờ bước đột phá của công nghệ chip nơ-ron.

Các nhà nghiên cứu tại MIT cuối cùng đã tìm ra chìa khóa để tạo ra một máy tính hoạt động giống như bộ não của con người - hoặc ít nhất là gần với bộ não nhiều nhất có thể.

Trong một nghiên cứu đột phá trong lĩnh vực máy tính lượng tử, một nhóm nghiên cứu tại MIT đã thiết kế một chip với các khớp thần kinh nhân tạo.

Trước giờ, trong não người, các khớp thần kinh hoạt động như những cây cầu cho các tế bào thần kinh liên lạc bằng cách bắn các tín hiệu điện hoặc hóa học qua một thụ thể tế bào. Đó là quá trình cho phép bộ não của chúng ta làm việc và quản lý hàng triệu nhiệm vụ một cách dễ dàng. Đó cũng là cách chúng ta thực hiện các hành động và quyết định có ý thức và được cho là cách chúng ta hình thành nên những ý niệm, suy nghĩ.

Trong chip của nhóm MIT, việc tạo ra các khớp thần kinh nhân tạo cho phép điều khiển chính xác dòng điện chảy dọc theo chúng. Quá trình này bắt chước cách các khớp thần kinh điều chỉnh các tế bào thần kinh trong não con người và là chìa khóa mở ra tiềm năng xây dựng bộ não nhân tạo một cách hoàn chỉnh.

Hiện tại, máy tính không thể cạnh tranh với sức mạnh tính toán của bộ não con người - ngay cả khi chúng ta nghi ngờ rằng Trí tuệ nhân tạo thông minh hơn tất cả chúng ta. Trong lĩnh vực machine learning, việc cố gắng để mô phỏng tất cả các quy trình bộ não của chúng ta là một nhiệm vụ khổng lồ. Nếu yêu cầu AI thực hiện vài phép tính trong khi đang xem render một bộ phim nó có thể làm được, nhưng nếu con số là hàng triệu tính toán nhỏ, liên tục trong lúc đó nó sẽ làm chậm quá trình thu thập dữ liệu.

Điều này là do chip máy tính hoạt động ở trạng thái nhị phân, gửi tín hiệu dưới dạng xung điện. Bộ não con người cũng tương tự sử dụng xung điện, nhưng thay vì các tín hiệu nhị phân, nó sử dụng các khớp thần kinh để điều chỉnh tín hiệu và kích hoạt nơ-ron cần thiết để thực hiện những nhiệm vụ nhất định.

Việc xây dựng hệ thống này vào máy tính đã là một quá trình cực kỳ phức tạp. Đã có nhiều nỗ lực nhưng kiến trúc của bộ não quá phức tạp để có thể tạo ra những chip mô phỏng hiệu quả. Các nhà nghiên cứu MIT đã sử dụng hai lớp dẫn điện phân cách bởi một "lớp chuyển đổi" vô định hình hoạt động giống như các khớp thần kinh của não để mô phỏng kiến trúc này.

Một con chip duy nhất có thể thay thế tất cả các máy chủ này

Trưởng nhóm nghiên cứu Jeehwan Kim cho biết: "Khi dùng một điện áp để tái hiện dữ liệu với nơ-ron nhân tạo, bạn phải xóa và có thể viết lại nó chính xác theo cách tương tự. Nhưng với khối rắn vô định hình, khi viết lại, ion đi theo những hướng khác nhau vì vẫn còn nhiều khiếm khuyết. Dòng ion đang thay đổi và khó để kiểm soát. Đây là vấn đề lớn - sự bất thường của các khớp thần kinh nhân tạo".

Chip mô phỏng não người của MIT sử dụng một mô hình tương tự, nhưng dùng lưới silic gecmani (Những điều bạn cần biết về "Germanium" - Gecmani) với các kênh một chiều để các ion có thể chảy qua những đường hầm có cấu trúc thay vì di chuyển tự do.

"Cuối cùng chúng tôi muốn tạo ra một con chip nhỏ như móng tay để có thể thay thế một siêu máy tính lớn hơn", Kim nói. "Nghiên cứu này đã mở ra một bước đột phá để tạo ra phần cứng thông minh thực sự".

Xem thêm:

• Toàn cảnh lỗ hổng trên chip Intel, AMD, ARM: Meltdown và Spectre
• Cách đo nhiệt độ chip, ổ cứng, card màn hình... máy tính, laptop
• Samsung sản xuất chip chuyên dụng để đào tiền ảo