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Con investigadores de Harvard, Samsung presenta un nuevo enfoque para la ingeniería inversa del cerebro en un chip de memoria, en un artículo de Perspective publicado en Nature Electronics.
Samsung Electronics, líder mundial en tecnología de semiconductores avanzada, compartió hoy una nueva idea que acerca al mundo a la fabricación de chips neuromórficos que pueden imitar mejor el cerebro.
Proyectada por ingenieros superiores y académicos de Samsung y de la Universidad de Harvard, esta idea se publicó como un artículo de Perspective, titulado "Electrónica neuromórfica basada en el corte y pegado del cerebro", de Nature Electronics. Donhee Ham, miembro del Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) y profesor de la Universidad de Harvard, profesor de la Universidad de Harvard Hongkun Park, Sungwoo Hwang, presidente y director ejecutivo de Samsung SDS y ex director de SAIT, y Kinam Kim, vicepresidente y director ejecutivo de Samsung Electronics son los coautores correspondientes.
Imagen de neuronas de rata en CNEA (matriz de nanoelectrodos CMOS).
La esencia de la visión presentada por los autores se resume mejor con las dos palabras "copiar" y "pegar". El artículo sugiere una forma de copiar el mapa de conexión neuronal del cerebro utilizando una matriz de nanoelectrodos revolucionaria desarrollada por el Dr. Ham y el Dr. Park, y pegar ese mapa en una red de memoria semiconductora tridimensional de alta densidad, la tecnología para la que Samsung ha sido un mundo. líder.
Usando este enfoque de cortar y pegar, los autores planean crear un chip de memoria que se aproxime a las características computacionales únicas del cerebro (bajo poder, fácil aprendizaje, adaptación ambiental e incluso autonomía y cognición) que han estado desactualizadas. De la tecnología actual. . .
El cerebro está formado por una gran cantidad de neuronas y su tablero de circuitos es responsable de las funciones del cerebro. Por lo tanto, el conocimiento del mapa es la clave para realizar ingeniería inversa del cerebro.
Si bien el objetivo original de la ingeniería neuromórfica, que comenzó en la década de 1980, era imitar tal estructura y función de las redes neuronales en un chip de silicio, esto resultó difícil, porque, incluso hasta ahora, se sabe poco acerca de cómo es la gran cantidad de neuronas. cableado. juntos para crear las funciones superiores del cerebro. Así, el objetivo de la ingeniería neuromórfica se ha facilitado para diseñar un chip que esté "inspirado" por el cerebro en lugar de imitarlo rigurosamente.
Este artículo sugiere una forma de volver al objetivo neuromórfico original de realizar ingeniería inversa del cerebro. La matriz de nanoelectrodos puede penetrar eficazmente una gran cantidad de neuronas para registrar sus señales eléctricas con alta sensibilidad. Estas grabaciones intracelulares masivamente paralelas informan el mapa del cableado neuronal, indicando dónde se conectan las neuronas entre sí y qué tan fuertes son esas conexiones. Por lo tanto, a partir de estos registros reveladores, el mapa de cableado neuronal se puede extraer o "copiar".
El mapa neuronal copiado se puede "pegar" en una serie de memorias no volátiles, como las memorias flash comerciales que se utilizan en nuestra vida diaria en unidades de estado sólido (SSD) o las "nuevas" memorias, como las unidades de estado sólido ( SSD). Acceso aleatorio resistivo. memorias (RRAM): programación de cada memoria para que su conductancia represente la fuerza de cada conexión neuronal en la placa copiada.
(De izquierda a derecha) Donhee Ham, miembro del Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) y profesor de la Universidad de Harvard, Hongkun Park, profesor de la Universidad de Harvard, Sungwoo Hwang, director ejecutivo de Samsung SDS (ex director de SAIT) y Kinam Kim, vicepresidente y director ejecutivo de Samsung Electronics, los coautores correspondientes.
El artículo va más allá y sugiere una estrategia para pegar rápidamente el mapa de cableado neuronal en una red de memoria. Una matriz de memoria no volátil especialmente diseñada puede aprender y expresar el mapa de conexión neuronal, cuando es impulsado directamente por las señales registradas intracelularmente. Este es un esquema que descarga directamente el mapa de conexión neuronal del cerebro al chip de memoria.
Dado que el cerebro humano tiene alrededor de 100 mil millones de neuronas y mil veces más conexiones sinápticas, el chip neuromórfico definitivo requerirá alrededor de 100 mil millones de memorias. L'intégration d'un si grand nombre de mémoires sur une seule puce serait rendue possible par l'intégration 3D de mémoires, la technologie dirigée par Samsung qui a ouvert une nouvelle ère pour l'industrie de la memoria.
Sobre la base de su experiencia líder en la fabricación de chips, Samsung planea continuar su investigación en ingeniería neuromórfica, con el fin de ampliar el liderazgo de Samsung en el campo de los semiconductores de 39; IA de próxima generación.
“La visión que presentamos es muy ambiciosa”, dijo el Dr. Ham. "Pero trabajar hacia un objetivo tan heroico empujará los límites de la inteligencia artificial, la neurociencia y la tecnología de semiconductores".
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