Informatik
08.03.2023, 19:30 Uhr
Schweizer Wissenschaftler bringen Computer dem Gehirn näher
Schweizer Forscher bringen Computer dem menschlichen Gehirn einen Schritt näher. Ein neuartiger Computerbaustein verarbeitet nach dem Vorbild von Synapsen und Neuronen grosse Datenmengen schnell und energieeffizient.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler möchten Aufgaben des maschinellen Lernens künftig effizienter lösen mit Prozessoren, deren Funktionsweise sich am menschlichen Gehirn orientiert.
(Quelle: Gerd_Altmann/Pixabay)
Damit soll er den wachsenden Anforderungen an Rechengeschwindigkeit und Komplexität gerecht werden, die in vielen Feldern anfallen, hiess es in einer Mitteilung der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) vom Mittwoch.
Als Vorbild diente dabei eine besondere Fähigkeit des menschlichen Gehirns. Computer übertrumpfen uns zwar in Sachen Rechenleistung und Genauigkeit, unsere grauen Zellen können aber vielfältige Aufgaben gleichzeitig erledigen. Und das unglaublich effizient - das Gehirn verbraucht nur knapp halb so viel Energie wie ein Laptop.
Gleichzeitig rechnen und lernen
Der Unterschied liegt dabei in der Arbeitsweise: Während herkömmliche Computer zwischen Speicherung und die Verarbeitung von Daten trennen, sind Neuronen und Synapsen im menschlichen Gehirn gleichzeitig für die Verarbeitung von Reizen und das Lernen zuständig. In sogenannten Memristoren (Kombination aus "memory" und "transistor") finden beide Operationen synchron statt.
Forschende der Empa haben nun zusammen mit Forschenden der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich (ETH Zürich) und des Politecnico di Milano einen solchen Memristor entwickelt, der leistungsfähiger und einfacher in der Herstellung ist, als seine Vorgänger. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift "Science Advances".
Noch nicht einsatzbereit
Die neuen Memristoren bestehen aus Halogenid-Perowskit-Nanokristallen. Diese Kristalle leiten sowohl Ionen als auch Elektronen. "Diese doppelte Leitfähigkeit ermöglichtkomplexere Berechnungen, die den Prozessen im Gehirn näherkommen", erklärte Rohit John, der an der Empa an der Entwicklung beteiligt war.
Noch sei die Technologie aber nicht einsatzbereit. Die Perowskite können den Temperaturen von über 400 Grad Celsius nicht standhalten, die bei der Herstellung von Computerchips herrschen.
