Trung Quốc chế tạo thành công máy tính có khả năng xử lý tương đương não một con chuột
Máy tính Darwin Mouse chứa tới 120 triệu tế bào thần kinh và 100 tỷ khớp thần kinh nhân tạo – tương đương với số lượng tế bào thần kinh trong não của một con chuột.
Một nhóm các nhà khoa học của Đại học Chiết Giang và Phòng thí nghiệm Chiết Giang (Trung Quốc) vừa chế tạo thành công Darwin Mouse – một chiếc máy tính có khả năng mô phỏng não bộ tính theo số lượng tế bào thần kinh. Theo đó, Darwin Mouse sử dụng 792 con chip được thiết kế riêng biệt, chứa hàng triệu tế bào thần kinh nhân tạo cần thiết để “bắt chước” các tế bào thần kinh được tìm thấy trong não thật.
Máy tính Darwin Mouse có sức mạnh xử lý tương đương với não chuột
Về cơ bản, điện toán neuromorphic (điện toán thần kinh) là một lĩnh vực rất mới trong ngành khoa học máy tính. Các nhà khoa học sẽ phát triển một chiếc máy tính có khả năng mô phỏng các hoạt động của não bộ của con người, vốn cho phép chúng ta xử lý thông tin bằng cách sử dụng các nơ-ron, khớp thần kinh, mạch thần kinh và hơn thế nữa.
Nếu được phát triển thành công, những chiếc máy tính trang bị công nghệ điện toán neuromorphic sẽ giúp chúng ta đạt được bước tiến lớn trong việc phát triển trí tuệ nhân tạo. Thông thường, AI đòi hỏi các máy tính phải có khả năng tính toán dữ liệu một cách chuyên sâu. Để có thể hoàn thành các tác vụ liên quan tới AI, máy tính truyền thống tiêu tốn rất nhiều dung lượng lưu trữ lẫn năng lượng. Các máy tính điện toán neuromorphic được cho là sẽ khắc phục các vấn đề trên.
“ Nó giống như việc thông tin được lưu trữ ở một nơi và khi bạn muốn thực hiện tính toán, bạn di chuyển thông tin đến một nơi khác, rồi chuyển nó trở lại vị trí ban đầu sau khi tính toán xong,” Pan Gang, trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư tại Đại học Chiết Giang, cho biết. “ Tuy nhiên, tốc độ truyền dẫn thông tin lại thấp hơn nhiều so với tốc độ tính toán. Đây chính là điểm gây ra tình trạng nghẽn cổ chai“
Về mặt này, bộ não con người vượt xa so với những chiếc máy tính tiên tiến nhất thế giới hiện nay. Não chúng ta có thể xử lý và lưu trữ thông tin ở cùng một nơi – trong hàng triệu kết nối giữa các nơ-ron được gọi là khớp thần kinh. Các nhà nghiên cứu đang hy vọng họ có thể tạo ra các chip thần kinh nhân tạo có cách thức hoạt động tương tự, giúp cải thiện hiệu suất và giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng.
Video đang HOT
Được biết, con chip được sử dụng trong máy tính Darwin Mouse được gọi là Darwin 2 Neural Processing Unit (NPU). Mỗi con chip có khả năng xử lý dữ liệu tương đương 150.000 tế bào thần kinh nhân tạo. Để có thể đạt khả năng xử lý tương đương với não chuột, các nhà khoa học Trung Quốc phải tích hợp tới hàng trăm con chip Darwin 2 Neural Processing Unit.
Mỗi con chip Darwin 2 Neural Processing Unit có khả năng xử lý dữ liệu tương đương 150.000 tế bào thần kinh nhân tạo
Nhờ số lượng CPU cực lớn này, máy tính Darwin Mouse chứa tới 120 triệu tế bào thần kinh và 100 tỷ khớp thần kinh nhân tạo – tương đương với số lượng tế bào thần kinh trong não của một con chuột.
Bên cạnh đó, nhóm phát triển của dự án Darwin Mouse cũng đã phát triển DarwinOS, một hệ điều hành dành cho các hệ thống máy tính mô phỏng não bộ.
“Chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển dòng máy tính mô phỏng não bộ Darwin để có thể đạt được khả năng xử lý tương đương não bộ con người, cung cấp AI mạnh hơn với mức tiêu thụ điện năng cực thấp”, đại diện nhóm phát triển cho biết.
Không chỉ Trung Quốc, một số các quốc gia khác cũng đang bắt tay vào quá trình phát triển máy tính mô phỏng não bộ. Tại Anh, các nhà khoa học thuộc Đại học Manchester đã phát triển một siêu máy tính có tên gọi SpiNNaker, viết tắt của Spiking Neural Network Architecture. Trong khi đó, các hãng công nghệ lớn như Intel, IBM cũng đã và đang thiết kế phần cứng chuyên biệt cho các máy tính mô phỏng não bộ.
Giới khoa học chế tạo thành công vật thể huỳnh quang rắn sáng đến mức không thể tin nổi
Phát minh này chắc chắn sẽ mở ra rất nhiều ứng dụng mới trong tương lai cho các công nghệ cần đến ánh sáng huỳnh quang.
Huỳnh quang là sự phát quang khi phân tử hấp thụ năng lượng dạng nhiệt (phonon) hoặc dạng quang (photon), và thường liên quan đến các chất lỏng hoặc chất khí. Tuy nhiên, mới đây các nhà nghiên cứu hóa học đã tạo ra 1 công thức mới, cho phép những vật thể, chất liệu rắn cũng sở hữu khả năng phát sáng huỳnh quang đến mức không thể tin nổi.
Cụ thể, nghiên cứu này được đăng tải trên tạp chí khoa học Chem số mới nhất, mô tả 1 loại vật chất mới được phát triển thành công với tên gọi là SMILES. Loại chất này có thể dễ dàng chuyển đổi sang trạng thái rắn, tinh thể với độ sáng huỳnh quang bất thường, thậm chí có thể phát sáng khi ở trong môi trường tia cực tím.
Được biết, công thức chế tạo loại vật chất này có thể mang đến rất nhiều ứng dụng mới, từ việc thu hồi năng lượng mặt trời và các tia laser ở trạng thái rắn, cho đến các công nghệ hiển thị hình ảnh sinh học và hình ảnh 3D. Về cơ bản, bất cứ kĩ thuật này cần đến ánh sáng huỳnh quang đều có thể hưởng lợi từ loại vật chất mới này.
Các nhà khoa học đã chế tạo thành công vật thể rắn với khả năng phát sáng huỳnh quang, với độ sáng bất thường đến không thể tin nổi.
Giới khoa học vẫn thường mô tả huỳnh quang là tập hợp các hóa chất có khả năng phát ra ánh sáng mà mắt thường nhìn thấy được sau khi hấp thụ những ánh sáng có bước sóng ngắn (ví dụ như tia cực tím). Như đã nêu trên, nó thường liên quan đến những loại chất lỏng hoặc khí. Tuy nhiên, nhà hóa học Amar Flood tại Đại học Indiana cho biết 2 trạng thái này lại không thực sự lý tưởng, bởi rất khó sản xuất cũng như lưu trữ. Suy cho cùng, khí và các loại chất lỏng thường có xu hướng bị rò rỉ, hao hụt nếu không không bảo quản kĩ càng.
Mặt khác, các vật thể rắn lại cho phép chúng ta " đóng gói nhiều phân tử nhuộm huỳnh quang hơn trong 1 không gian nhỏ hơn, tiết kiệm diện tích hơn so với thể lỏng hoặc khí". Amar lý giải rõ hơn cho nhận định của mình: " Hãy thử tưởng tượng 1 viên đá lạnh rất nhỏ, khi tan ra thành nước nó có thể làm đầy 1 chiếc thìa (thể lỏng), và khi bốc hơi thể tích của nó thậm chí có thể bơm căng cho 1 quả bóng bãi biển nữa đấy (thể khí)".
Ngoài ra, một điểm cộng nữa dành cho các vật chất thể rắn chính là mức độ chắc chắn. Amar cho biết: " Chúng ta có thể hiểu rõ cấu trúc của các vật rắn là nhờ chúng được giữ nguyên, không chuyển động. Vì vậy, việc sử dụng thể rắn sẽ là lý tưởng hơn cả, bởi chúng ta có thể nắm quyền kiểm soát cấu trúc bên trong của chúng".
Ở thể rắn, các nhà có thể nắm rõ và kiểm soát cấu trúc vật thể tốt hơn so với thể lỏng và khí.
Quá trình phát triển ra những vật liệu huỳnh quang ở thể rắn tương đối phức tạp và thường xuyên gặp phải tình trạng "dập tắt ánh sáng". Cụ thể, khi chất nhuộm huỳnh quang sau khi chuyển sang thể rắn sẽ bị gắn vào với nhau và tạo ra ánh sáng lờ mờ. Lý do là bởi những chất nhuộm này sẽ không hoạt động như những chất liệu độc lập nữa. Amar cho biết không những gần như ngừng phát sáng, chúng còn đổi màu một cách cực kì khó lường.
Để khắc phục tình trạng trên, Amar cùng cộng sự Bo Laursen đến từ Đại học Copenhagen quyết định trộn thuốc nhuộm huỳnh quang với 1 dung dịch không màu có chứa cyanostar. Điều này sẽ giúp họ ngăn chặn được những phản ứng giữa các chất nhuộm huỳnh quang khác nhau và giữ nguyên vẹn tính chất ban đầu của mình trong quá trình chuyển sang thể rắn. Sản phẩm thu được cuối cùng là 1 cấu trúc giống như mạng tinh thể, trong đó các chất thuốc nhuộm huỳnh quang vẫn được bảo quản và cô lập hoàn toàn. Đó chính là lý do vì sao họ đặt tên cho nó là SMILES - small - molecule ionic isolation lattice (mạng lưới cách ly phân tử nhỏ). Sử dụng các vật chất SMILES này, Amar và Laursen đã in 3D một số vật thể (gọi là gyroid) với khả năng phát sáng trong môi trường tia cực tím.
Amar cho biết trước đây cũng đã từng có những vật liệu rắn huỳnh quang, nhưng tất cả đều hoạt động không ổn định, thường chỉ sử dụng được 1 lần mà thôi. Ông cũng chia sẻ: " Chúng tôi khiến quá trình chế tạo này trở nên dễ dàng, đáng tin hơn bằng cách đưa ra những quy tắc thiết kế chuẩn mực nhất. Yếu tố quyết định chính là cyanostars, hợp chất không màu giúp tạo ra những cấu trúc như tinh thể, đồng thời cũng cô lập các chất nhuộm hình quang khác nhau giúp chúng không thể phản ứng hoặc dập tắt ánh sáng của nhau như trước".
Các vật chất rắng này có thể phát sáng huỳnh quang ngay cả trong môi trường tia cực tím.
Trong một số bài thử nghiệm, các vật chất rắn huỳnh quang mới có thể phát ra ánh sáng mạnh gấp 30 lần so với cadmium selenua, chất được sử dụng trong chẩn đoán y tế. Trong thời gian tới, Amar cùng các cộng sự sẽ tiếp tục khám phá về đặc tính cơ học cũng như dung sai của loại chất liệu mới này để đưa ra những ứng dụng cụ thể nhất trong tương lai.
Siêu máy tính nhanh nhất thế giới Fugaku: Niềm tự hào của Nhật Bản Trong lúc sự chú ý trên thế giới đều đổ dồn vào cuộc chiến chống dịch viêm đường hô hấp cấp COVID-19, không mấy người chú ý tới thông tin về màn ra mắt đầy ấn tượng của siêu máy tính nhanh nhất thế giới Fugaku của Nhật Bản. Giữa bối cảnh các siêu máy tính đóng vai trò ngày càng quan trọng...