Die Wissenschaftlerin Elisa Vianello vom CEA-Leti erhält 3 Millionen Euro ERC-Förderung, um nanoskalige Speicher nach dem Vorbild des Nervensystems von Insekten zu entwickeln

Die Gemeinschaft der künstlichen Intelligenz (KI) hat kürzlich leistungsstarke Algorithmen in den Blick genommen, die es Maschinen ermöglichen, durch Erfahrung selbst zu lernen und eigenständig mit ihrer Umgebung zu interagieren. Um diese Vision zu verwirklichen, sind jedoch Nanosysteme mit revolutionären IT-Architekturen erforderlich, da die derzeitigen Architekturen bei der Bewältigung von KI-Aufgaben ineffizient sind. Allein der Transfer von Daten zwischen Prozessoren und Speichern verbraucht bis zu 90 % des gesamten Energieverbrauchs von Geräten. Forschergruppen haben versucht, diese Einschränkung zu überwinden, indem sie Architekturen entwickelt haben, die Speicherbausteine im Nanometerbereich für die Verarbeitung und Speicherung von Daten nutzen. Dieser ehrgeizige Ansatz erfordert jedoch einen nichtflüchtigen Speicher mit sehr hoher Dichte, hoher Auflösung und unbegrenzter Haltbarkeit. Solch eine hohe Leistungsfähigkeit ist derzeit nicht verfügbar, obwohl in Industrielaboren und Forschungszentren seit einem Jahrzehnt gezielte Anstrengungen unternommen wurden, um diese Speicher herzustellen.

Elisa Vianello fand heraus, dass verschiedene Funktionen des Nervensystems von Insekten den Funktionen der deterministischen, probabilistischen, flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher sehr ähnlich sind, die sie derzeit mit ihren wissenschaftlichen Kollegen am CEA-Leti entwickelt.

„Grillen treffen präzise Entscheidungen, die auf langsamen, ungenauen und unzuverlässigen Neuronen und Synapsen beruhen, um ihren Fressfeinden zu entgehen. Als wir ihre Biologie genauer untersuchten, haben wir eine Vielzahl von Funktionen entdeckt, die mit dem Gedächtnis verbunden sind und in ihren Sinnes- und Nervensystemen eine Rolle spielen„, sagte sie. „Durch die Kombination dieser verschiedenen Funktionen erreicht das „innere Computersystem“ der Tiere eine erstaunliche Leistung und Energieeffizienz.“

Für Jean-René Lequepeys, stellvertretender Direktor und CTO des CEA-Leti, handelt es sich um einen echten technologischen und anwendungsbezogenen Durchbruch, der die neuesten Entwicklungen der Mikroelektronik kombiniert, indem neue Generationen von Speichern genutzt werden, die von der Welt der Lebewesen inspiriert sind.

Das multidisziplinäre Team für dieses Projekt, das sich aus vier Doktoranden und einem Postdoktoranden zusammensetzt, wird Arrays von physikalischen Speichergeräten im Nanometermaßstab herstellen, die die biologischen Prinzipien von Insekten in physikalische Prinzipien übersetzen, um das Lernen mittels sehr begrenzter Datenmengen zu ermöglichen.

Quelle : CEA