علماء صينيون يطورون خلايا اصطناعية تحاكي الدماغ البشري

بكين-سبأ:

نجح علماء صينيون من جامعة 'فودان' في تطوير خلايا عصبية اصطناعية تعمل بطريقة تحاكي الخلايا الحية في الدماغ بدرجة كبيرة.

ويجمع جهازهم بين طبقة أحادية فائقة الرقة من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂) وذاكرة ديناميكية (DRAM)، ما يسمح ليس فقط بمحاكاة نقل الإشارات العصبية، بل أيضا بالمرونة التكيفية، أي قدرة الروابط العصبية على تعديل قوتها بناء على الخبرة.

ويأتي هذا الابتكار في ظل الطلب المتزايد على أجهزة أكثر كفاءة في الأداء واستهلاك الطاقة نتيجة التطور السريع للذكاء الاصطناعي وأنظمة التعلم الآلي. ولأن خوارزميات التعلم الآلي مستوحاة من الشبكات العصبية البيولوجية، يلجأ المهندسون إلى محاكاة بنية ووظيفة الدماغ البشري، ما يجعل هذه المكونات التي تقوم على مبدأ الخلايا العصبية تستحق وصفها بـ'الخلايا العصبية الاصطناعية'. فهي متصلة بروابط ديناميكية تتغير قوتها مع مرور الوقت، محاكاةً لقدرة الدماغ على التعلم والتكيف.

ويعتمد الابتكار على عنصرين رئيسيين خلايا لتخزين الشحنة الكهربائية التي تحاكي الجهد الغشائي للخلايا العصبية البيولوجية والعاكس لتبديل الإشارات وخلق نبضات تشبه 'الوامض العصبي'.

ولاختبار إمكانات الابتكار، صنع الباحثون شبكة صغيرة مكونة من 3×3 خلايا عصبية اصطناعية، وقيّموا قدرتها على تكييف استجابتها للبيانات المدخلة بناء على الضوء الساقط، أي محاكاة عملية الرؤية البشرية في ظروف إضاءة مختلفة. كما استخدموا نظامهم لتشغيل نموذج للتعرف على الصور وتقييم أدائه.

وأظهرت النتائج أن هذه الخلايا العصبية الاصطناعية واعدة للغاية، خصوصا في تنفيذ نماذج فعالة من حيث استهلاك الطاقة في مهام الرؤية الحاسوبية والتعرف على الصور. ويخطط الباحثون مستقبلا لبناء أنظمة حاسوبية جديدة مستوحاة من الطبيعة لتطبيق هذه التكنولوجيا في مهام متنوعة أخرى.

وتعد هذه الخطوة تقدما مهما في تطوير أنظمة عصبية صناعية موفرة للطاقة، قادرة على التعلم والتكيف مع الإضاءة المختلفة، ما يمهد الطريق لتقنيات أكثر تطورا في الرؤية الآلية والتعرف على الأنماط.

إكــس