Mengambil isyarat dari alam untuk mengembangkan teknologi yang lebih cerdas
HI-Tech

Mengambil isyarat dari alam untuk mengembangkan teknologi yang lebih cerdas


Materi cerdas dirakit dari komponen individu berskala nano yang, ketika mereka bertindak bersama, memiliki keterampilan cerdas. Kredit: Corinna Kaspar

Bayangkan jika pullover yang Anda kenakan otomatis menyesuaikan diri dengan suhu, menghangatkan Anda jika Anda menggigil, atau mendinginkan Anda jika Anda berkeringat. Ini berarti bahwa pullover harus belajar mengenali ketidaknyamanan Anda dan mengubah sifat-sifatnya untuk mengatasi ketidaknyamanan ini. Fungsionalitas potensial lainnya dapat mencakup pengeringan cepat atau bantalan jatuh. Tapi bagaimana pullover seperti itu bisa dibuat? Energi apa yang dibutuhkannya? Dan dari mana ia mendapatkannya? Perhitungan yang rumit dan sumber energi yang sesuai diperlukan untuk memenuhi semua fungsi ini.

Sebaliknya, alam menghasilkan fungsi-fungsi yang menarik seperti itu dengan mudah. Salah satu lawan dari pullover, misalnya, adalah organ manusia terbesar—kulit. Kulit melindungi kita dari pengaruh di sekitar kita seperti radiasi, tekanan, gesekan dan serangan patogen. Bahkan bisa sembuh sendiri setelah cedera. Ini juga memberikan perlindungan dari kehilangan panas dan mampu mendinginkan kita dengan mengeluarkan keringat.

Inspirasi dari otak manusia

Otak manusia telah lama menjadi sumber daya tarik dan inspirasi khusus bagi para peneliti. Proses paralel yang tak terhitung jumlahnya antara sekitar 100 miliar neuron menghasilkan daya komputasi yang sangat besar dengan konsumsi energi yang sangat rendah hanya sekitar 20 watt. Pemrosesan paralel besar-besaran ini mendukung keterampilan kognitif di mana kita jauh melampaui komputer konvensional. Misalnya, kita mengenali wajah seorang teman dalam hitungan milidetik, sementara komputer membutuhkan lebih banyak waktu untuk tugas-tugas tersebut. Terinspirasi oleh keunggulan ini, para peneliti mengembangkan paradigma komputasi tidak konvensional yang meniru cara otak berfungsi sebagai sarana untuk menciptakan sistem kecerdasan buatan untuk tugas-tugas kognitif.

Tapi apa itu kecerdasan? Dalam pengertian psikologis, kecerdasan dipahami sebagai kemampuan untuk beradaptasi dalam perubahan lingkungan dan belajar dari peristiwa masa lalu. Sejauh menyangkut materi, kami mendefinisikan kecerdasan dengan sangat mirip. Materi yang diproduksi secara sintetis adalah cerdas jika berinteraksi dengan lingkungannya dan menerima serta bereaksi terhadap impuls. Materi dapat memproses umpan balik, menyimpan informasi sebagai pengalaman dan belajar dari masa lalu. Apakah materi mampu persepsi adalah titik diperdebatkan, meskipun tidak perlu melakukannya untuk definisi kecerdasan kita.

Perilaku cerdas dari materi sintetis

Pertanyaan utamanya adalah: Bagaimana kecerdasan dapat diciptakan dalam materi sintetis, dan komponen apa yang diperlukan? Untuk tujuan ini, kami mengidentifikasi empat unit penting yang memiliki elemen fungsional utama dan harus bekerja sama. Pertama, elemen sensor diperlukan agar materi dapat mendaftarkan impuls dan informasi dari sekitarnya, serta menerima sinyal umpan balik. Sebagai respons terhadap rangsangan eksternal, materi sintetis dapat mengubah sifat fisiknya—misalnya, bentuk atau stabilitasnya. Untuk itu diperlukan aktor. Informasi yang diterima disimpan sebagai pengetahuan dalam elemen penyimpanan sehingga dapat diambil kembali pada tahap selanjutnya. Kekuatan mengingat ini sangat diperlukan untuk setiap proses pembelajaran. Akhirnya, ketiga elemen ini harus dapat berkomunikasi satu sama lain, untuk itu diperlukan jaringan yang terdiri dari jalur pensinyalan.

Keempat elemen fungsional utama ini harus bekerja sama untuk menciptakan keterampilan yang cerdas. Sekarang, bayangkan bahwa elemen-elemen yang saling terkait ini dapat diskalakan ke tingkat nano, sehingga mereka dapat dilihat sebagai satu kesatuan, atau bagian dari materi. Hal ini memungkinkan integrasi dalam suatu sistem, sebagai akibatnya proses komputasi dapat diimplementasikan dalam materi itu sendiri. Dalam skenario ini, tidak ada unit pemrosesan pusat yang mengendalikan dan mengarahkan proses, seperti halnya dengan komputer atau robot konvensional, misalnya. Sebaliknya, masalah itu sendiri digunakan untuk menghitung dengan cara yang terdesentralisasi. Akibatnya, proses yang tak terhitung jumlahnya dapat berjalan secara paralel, seperti di otak manusia, yang memungkinkan pemrosesan data dalam jumlah besar—seperti yang diperlukan untuk ‘pullover cerdas’, misalnya.


Studi baru menyelidiki fotonik untuk kecerdasan buatan dan komputasi neuromorfik


Informasi lebih lanjut:
C. Kaspar et al, Munculnya materi cerdas, Alam (2021). DOI: 10.1038 / s41586-021-03453-y

Disediakan oleh Universitas Münster

Kutipan: Munculnya materi cerdas: Mengambil isyarat dari alam untuk mengembangkan teknologi yang lebih cerdas (2021, 17 Juni) diambil 17 Juni 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-06-intelligent.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Keluaran SGP