Nanotel ağlar insan beyni gibi öğreniyor ve hatırlıyor

0
270

Sydney Üniversitesi’nden bilim insanlarının liderliğindeki uluslararası bir ekip, nanotel ağlarının insan beyni gibi hem kısa hem de uzun süreli hafıza sergileyebildiğini gösterdi.

Araştırma, Fizik Fakültesi’nde doktorasını tamamlayan Dr. Alon Loeffler liderliğinde Japonya’daki işbirlikçileriyle birlikte bugün Science Advances dergisinde yayımlandı.

Dr. Loeffler, “Bu araştırmada, normalde insan beyniyle ilişkilendirdiğimiz üst düzey bilişsel işlevlerin biyolojik olmayan donanımlarda taklit edilebileceğini bulduk” dedi.

“Bu çalışma, nano teknolojinin sinir ağı benzeri devre ve sinaps benzeri sinyalizasyona sahip beyinden ilham alan elektrikli bir cihaz oluşturmak için nasıl kullanılabileceğini gösterdiğimiz önceki araştırmamıza dayanmaktadır.

“Mevcut çalışmamız, biyolojik olmayan donanım sistemlerinde beyin benzeri öğrenme ve hafızayı kopyalamanın yolunu açıyor ve beyin benzeri zekanın altında yatan doğanın fiziksel olabileceğini öne sürüyor.”

Nanotel ağlar, tipik olarak çıplak gözle görülemeyen, plastik bir malzemeyle kaplanmış ve bir ağ gibi birbirlerine dağılmış küçük, yüksek iletken gümüş tellerden yapılan bir nanoteknoloji türüdür. Teller, insan beyninin ağa bağlı fiziksel yapısının özelliklerini taklit eder.

Nanotel ağlardaki ilerlemeler, öngörülemeyen ortamlarda hızlı karar vermesi gereken robotik veya sensör cihazlarının iyileştirilmesi gibi birçok gerçek dünya uygulamasının habercisi olabilir.

Fizik Fakültesi’nden kıdemli yazar Profesör Zdenka Kuncic, “Bu nanotel ağı sentetik bir sinir ağına benziyor çünkü nanoteller nöronlar gibi davranıyor ve birbirleriyle bağlandıkları yerler sinapslara benziyor” diyor.

“Bu çalışmada Dr. Loeffler, bir tür makine öğrenimi görevi uygulamak yerine, aslında bir adım daha ileri giderek nanotel ağların bir tür bilişsel işlev sergilediğini göstermeye çalıştı.”

Nanotel ağın yeteneklerini test etmek için araştırmacılar, insan psikolojisi deneylerinde kullanılan ve N-Back görevi adı verilen yaygın bir hafıza görevine benzer bir test uyguladılar.

Bir kişi için N-Back görevi, bir dizi halinde sunulan bir dizi kedi görüntüsünden belirli bir kedi resmini hatırlamayı içerebilir. İnsanlar için ortalama olan 7 N-Back puanı, kişinin yedi adım geride görünen aynı görüntüyü tanıyabildiğini gösterir.

Araştırmacılar, nanotel ağına uygulandığında, bir elektrik devresinde istenen bir uç noktayı yedi adım geride ‘hatırlayabildiğini’, yani bir N-Back testinde 7 puan alabildiğini buldular.

“Burada yaptığımız şey ağın kendi işini yapmasına izin vermek yerine, yolları değişmeye zorlamak için uç elektrotların voltajlarını manipüle etmekti. Yolları gitmelerini istediğimiz yere gitmeye zorladık,” dedi Dr. Loeffler.

“Bunu uyguladığımızda, hafızası çok daha yüksek doğruluğa sahip oldu ve zaman içinde gerçekten azalmadı, bu da yolları istediğimiz yere doğru itmek için güçlendirmenin bir yolunu bulduğumuzu ve ardından ağın bunu hatırladığını gösteriyor.

“Sinirbilimciler beynin bu şekilde çalıştığını, bazı sinaptik bağlantıların güçlenirken diğerlerinin zayıfladığını ve bazı şeyleri tercihli olarak nasıl hatırladığımızın, nasıl öğrendiğimizin vb. bu şekilde olduğunu düşünüyorlar.”

Araştırmacılar, nanotel ağı sürekli olarak güçlendirildiğinde, bilginin hafızada konsolide olması nedeniyle bu güçlendirmeye artık ihtiyaç duyulmayan bir noktaya ulaştığını söyledi.

Profesör Kuncic, “Bu, beynimizdeki uzun süreli hafıza ile kısa süreli hafıza arasındaki farka benziyor” dedi.

“Bir şeyi uzun süre hatırlamak istiyorsak, beynimizi bunu pekiştirmek için eğitmeye devam etmemiz gerekiyor, aksi takdirde zamanla kaybolup gidiyor.

“Bir görev, nano tel ağının, takviye eğitimi olmadan şans seviyelerinden önemli ölçüde daha yüksek ve takviye eğitimi ile mükemmele yakın doğrulukta hafızada yedi öğeye kadar saklayabildiğini gösterdi.”

Kaynak: Science Daily

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here