O tym, że organizmy żywe potrafią się uczyć wszyscy wiemy. Naśladując połączenia z naszego mózgu, potrafimy stworzyć też układy elektroniczne umożliwiające podobny proces, popularne dziś nauczanie maszynowe. Czy uczyć może się jednak zwykły związek nieorganiczny?
Naukowcy „tresują” tlenek niklu. Przyszłość układów sztucznej inteligencji?
Na amerykańskich portalach naukowych i technologicznych pojawiły się informacje o ciekawej właściwości NiO - tlenek niklu (II), która może pomóc w budowie lepszych sieci neuronowych. Chodzi o zdolność do reakcji struktury tego materiału na bodźce w sposób podobny do reakcji na dotyk u... ślimaków morskich.
Jak określić nauczanie?
Zacznijmy więc od ślimaków. W badaniach nad nimi naukowcy testowali ich reakcje na dotyk. Ślimak dotknięty pierwszy raz cofał skrzela, ale wraz z kolejnymi dotknięciami nieczyniącymi mu krzywdy jego reakcja słabła, aby w końcu prawie zaniknąć. Habituacja, czyli inaczej przyzwyczajenie jest jednym z najprostszych przejawów nauki u zwierząt.
W kolejnej serii testów naukowcy po dotknięciu ślimaka zaczynali nim wstrząsać. W takim przypadku mięczak zmieniał swoje zachowanie i z każdą kolejną próbą cofał się coraz bardziej gwałtownie. To zjawisko zwane sensytyzacja jest kolejnym rodzajem nauki. Jak jednak przełożyć te zachowania na nieorganiczny związek?
Zestresowany tlenek
Jak opisano w eksperymencie, bardzo ciekawą cechą tlenku niklu (II) jest zmienność przewodności elektrycznej pod wpływem oddziaływania gazowego wodoru. Następują wtedy niewielkie zmiany w jego strukturze krystalicznej, których skutkiem jest większa ilość elektronów swobodnych, w efekcie czego jego przewodnictwo rośnie. Po zmianie otoczenia na powietrze wszystko wraca do poprzedniego stanu.
Jak sprawdzili naukowcy, inaczej dzieje się, gdy takie zmiany zaczynamy przeprowadzać regularnie, podobnie jak u ślimaków, z każdą kolejną zmianą środowiska reakcja była coraz słabsza i w końcu przewodność w powietrzu i wodorze prawie przestała się różnić. Kiedy jednak materiał wystawiano następnie na działanie jasnego światła lub ozonu, „doznawał szoku” i jego przewodność mocno wzrastała.
Pamiętliwe półprzewodniki
Naukowcy badają to zjawisko liczą, że może pozwolić w przyszłości na stworzenie wydajniejszych procesorów przeznaczonych dla sieci neuronowych, których budowa jest inspirowana tym, w jaki sposób działa żywy mózg.
Materiały mające zdolności analogiczne do uczenia się i zapamiętywania, mogą otworzyć przed konstruktorami zupełnie nowe możliwości. Jednak droga do takiego przełomu jest jednak wciąż daleka. Naukowcy podkreślają, że dopiero uczą się tego zjawiska, poznając choćby jaka jest dynamika i trwałość zmian w czasie. Chcą też sprawdzić w jaki sposób można zmieniać strukturę wspomnianego tlenku na inne sposoby.
Mechanizmy, jakie tu odkryto, mają duży potencjał, ale badacze uczciwie przyznają, że na dziś nie wiadomo czy tlenek niklu (II) w ogóle będzie przydatny w przy produkcji półprzewodników. Dlaczego? Wystarczy spojrzeć, jak długo trwają prace nad komputerami kwantowymi, których teoretyczne podstawy powstały już dawno, ale opanowanie problemu szumu kwantowego ciągle spędza sen z oczu ich konstruktorom.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu