Цифровая революция и все более широкое использование искусственного интеллекта меняют технологии и наше общество. Тем не менее, это идет рука об руку с постоянно растущими потребностями в энергии и все более высокими выбросами углекислого газа.
ИТ-оборудование потребляет треть электроэнергии
Согласно TU, аппаратное обеспечение, которое используется в IT-приложениях по всему миру, уже потребляет треть всей электрической энергии, производимой в мире, и эта тенденция нарастает: научные прогнозы предсказывают, что глобальное производство электроэнергии произойдет примерно через 15 лет. больше не будет достаточным для удовлетворения требований к питанию ИТ-оборудования.
Большая энергоэффективность с нейроморфными электронными системами
Поэтому ученые из Технологического университета Ильменау полагаются на так называемые нейроморфные электронные системы, которые обещают гораздо более высокую энергоэффективность, чем современная электроника. В этих электронных системах, вдохновленных биологией, мемристические материалы являются центральным строительным блоком. Обладая «памятью», эти интеллектуальные материалы, процессы обучения и памяти биологических систем обеспечивают техническую репликацию. Слово memristiv состоит из английского «память» для памяти и «резистор» для электрического сопротивления.
Имитация обработки информации между нервными клетками
Такие так называемые мемристивные материалы могут быть использованы для создания электронных компонентов, которые имитируют обработку биологической информации между нервными клетками. Это должно сделать возможным внедрение энергоэффективной электроники, которая вносит важный вклад в снижение глобального бремени углекислого газа. Совместный проект «Вспомогательные материалы для нейроморфной электроники (Memwerk)» финансируется Фондом Карла Цейса в рамках программы «Прорывы» на 4,5 миллиона евро на пять лет.
Интеллектуальные материалы для нейроморфной электроники
В рамках совместного проекта «Мемристивные материалы для нейроморфной электроники (Memwerk)» ученые из материаловедения, компьютерных наук, электротехники и информационных технологий изучают, как обработка информации биологических систем может быть преобразована в энергоэффективные технические системы.
Цель исследовательского проекта - создание интеллектуальных мемристивных материалов на заказ для нейроморфной электроники. Профессор Циглер, научный руководитель проекта, уверен, что мемристивные компоненты могут быть использованы для разработки высокоэффективных систем в будущем: «Мы сможем технически воспроизводить биологические парадигмы обработки информации, обучения и формирования памяти более точно, чем когда-либо прежде и создать совершенно новые возможности для информационных технологий ».
Анализ материалов для настроенных электронных компонентов
В теоретической и экспериментальной работе исследовательская группа, состоящая из 26 человек из шести областей специализации университета Ильменау, проведет всесторонний анализ материалов, разработает инновационные структуры нейронных сетей, разработает мемристивные материалы и моделирует и изготовит электронные компоненты из этих материалов, чтобы реализовать энергосберегающие нейроморфные схемы.
Ученые также разработают систему цифрового картирования для запоминающих материалов, которая напрямую связывает свойства материала и технологические параметры синтеза материала и разработки компонентов с характеристиками и параметрами производительности нейроморфных цепей. Исходя из этого подхода, ученые надеются адаптировать материалы для нейроморфной электроники.