ابتكار ثوري: نموذج حاسوب عصبي يحاكي الدماغ البشري لتعلم أسرع وأقل استهلاكاً للطاقة
في خطوة متقدمة نحو مستقبل الذكاء الاصطناعي، نجح فريق بحثي بقيادة الدكتور جوزيف س. فريدمان في جامعة تكساس بدالاس في تطوير نموذج أولي لحاسوب عصبي الشكل (نيورومورفيك)، يعتمد على مبادئ الدماغ البشري لتحقيق تعلم فعال باستخدام بيانات تدريبية أقل بكثير مقارنة بالأنظمة التقليدية.
يأتي هذا الابتكار ليواجه تحديات الذكاء الاصطناعي الحالية، مثل الاستهلاك الهائل للطاقة وتكاليف التدريب الباهظة، من خلال دمج الذاكرة والمعالجة في وحدة واحدة، مستوحاة من الخلايا العصبية.
المبدأ العلمي: محاكاة الوصلات المشبكية
يعتمد النظام على تقنية الوصلات النفقية المغناطيسية (MTJs)، وهي أجهزة نانوية تتكون من طبقتين مغناطيسيتين مفصولتين بحاجز عازل. تسمح هذه التقنية بضبط الخصائص المغناطيسية لمحاكاة تقوية أو إضعاف الروابط المشبكية في الدماغ، وفقاً لقانون هيب (Hebb’s law)، الذي ينص على أن “الخلايا العصبية التي تفعل معاً ترتبط معاً”.
هذا النهج يجعل الحاسوب قادراً على التعلم الديناميكي والتكيف السريع، دون الحاجة إلى فصل الذاكرة عن المعالجة كما في الحواسيب التقليدية.
مزايا النظام الجديد
– كفاءة طاقة عالية: يقلل من الحاجة إلى مراكز بيانات كبيرة، مما يدعم حوسبة مستدامة.
– تكلفة منخفضة: يخفض تكاليف تدريب الذكاء الاصطناعي من ملايين الدولارات إلى مستويات ميسورة، مما يفتح الباب أمام الشركات الناشئة والباحثين.
– تعلم سريع: يحتاج إلى حسابات أقل للتعلم والتنبؤ بالأنماط، مما يجعله مثالياً للأجهزة المحمولة والمهام المعقدة
التعاون والتطبيقات المستقبلية
يتم تطوير النموذج في مختبر NeuroSpinCompute، بالشراكة مع شركات مثل Everspin Technologies وTexas Instruments، لتحويل النموذج الأولي إلى تطبيقات عملية. تشمل التطبيقات:
– الأجهزة الذكية منخفضة الطاقة.
– معالجة البيانات في الصناعات المتنوعة.
– تعزيز المتانة والموثوقية في الأنظمة العصبية.
التحديات والآفاق
رغم التقدم، يواجه الفريق تحديات في توسيع النظام ليصبح أكبر وأكثر تعقيداً، مع الحفاظ على مزاياه. كما يثير الابتكار قضايا أخلاقية حول الخصوصية والمراقبة في عصر الذكاء الاصطناعي المتقدم.
نُشرت النتائج في مجلة Nature Communications Engineering، بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية ووزارة الطاقة. يمثل هذا العمل خطوة نحو آلات تتعلم وتنمو كالبشر، مما يعد بثورة في عالم التكنولوجيا تجعل الذكاء الاصطناعي أكثر كفاءة وإنسانية.
