Nanolankaverkko oppii ja muistaa

Sydneyn yliopiston tutkijoiden johtama kansainvälinen ryhmä on osoittanut, että nanolankaverkot voivat osoittaa sekä lyhyt- että pitkäaikaista muistia, kuten ihmisen aivot.

"Tässä tutkimuksessa havaitsimme korkeamman asteen kognitiivisia toimintoja, jotka tavallisesti yhdistämme ihmisen aivoihin, ja niitä voidaan jäljitellä ei-biologisissa laitteistoissa", sanoo tutkimusta johtanut tohtori Alon Loeffler.

"Tämä työ tasoittaa tietä aivojen kaltaisen oppimisen ja muistin toistamiselle ei-biologisissa laitteistojärjestelmissä ja viittaa siihen, että aivojen kaltaisen älykkyyden taustalla voi olla fyysinen luonne."

Tällaisille nanolankaverkoille voi ennakoida monia todellisia sovelluksia, kuten parantaa robotiikkaa tai anturilaitteita, joiden on tehtävä nopeita päätöksiä arvaamattomissa ympäristöissä.

"Tämä nanolankaverkko on kuin synteettinen neuroverkko, koska nanolangat toimivat kuin neuronit, ja paikat, joissa ne liittyvät toisiinsa, ovat analogisia synapsien kanssa", professori Zdenka Kuncic toteaa.

"Sen sijaan, että hän olisi toteuttanut jonkinlaisen koneoppimistehtävän, tässä tutkimuksessa tohtori Loeffler on itse asiassa ottanut askeleen pidemmälle ja yrittänyt osoittaa, että nanolankaverkoilla on jonkinlainen kognitiivinen toiminta."

Nanolankaverkon kykyjen testaamiseksi käytettiin samaa yleistä muistitehtävää, jota käytetään ihmispsykologisissa kokeissa, nimeltään N-Back-tehtävä.

Ihmisille N-Back-tehtävien keskiarvo on 7 ja se tarkoittaa, että henkilö voi tunnistaa saman kuvan, jonka hän näki seitsemän askelta aiemmin. Tutkijoiden nanolankaverkko saavutti saman 7 pisteen arvon N-Back-testissä.

"Se, mitä teimme täällä, on manipuloida pääte-elektrodien jännitteitä pakottaaksemme reitit muuttumaan sen sijaan, että antaisimme verkon vain tehdä omat asiansa. Pakotimme polut menemään minne halusimme heidän menevän", tohtori Loeffler sanoi.

"Kun toteutimme sen, sen muistilla oli paljon suurempi tarkkuus, eikä se oikeastaan heikentynyt ajan myötä, mikä viittaa siihen, että olemme löytäneet tavan vahvistaa polkuja työntämään ne haluamaamme suuntaan ja sitten verkko muistaa sen.

"Neurotieteilijät ajattelevat, että näin aivot toimivat, tietyt synaptiset yhteydet vahvistuvat, kun taas toiset heikkenevät, ja sen uskotaan olevan se, miten muistamme ensisijaisesti joitain asioita, kuinka opimme ja niin edelleen."

Tutkijat sanoivat, että kun nanolankaverkkoa vahvistetaan jatkuvasti, se saavuttaa pisteen, jossa tätä vahvistusta ei enää tarvita, koska informaatio lujitetaan muistiin. "Se on tavallaan kuin ero pitkän aikavälin muistin ja lyhytaikaisen muistin välillä aivoissamme", professori Kuncic sanoi.

"Jos haluamme muistaa jotain pitkän aikaa, meidän on todella harjoitettava aivojamme sen vahvistamiseksi, muuten se vain hiipuu ajan myötä.

Aiheesta aiemmin:

Auttaa robotteja muistamaan

Keinotekoinen ihon kaltainen hermojärjestelmä