Yeni Transistörler İşlem Yaparken Öğrenebiliyor

Yeni Transistörler İşlem Yaparken Öğrenebiliyor

Türünün ilk örneği olan insan beyninin özelliklerinden esinlenerek yapılmış bir cihaz çok hızlı bir şekilde paralel işlemleri büyük bir ustalıkla yapabiliyor. Paralel işlem yapmak ne demek önce onu açıklayalım çünkü bu teknoloji yakın zamanda bilgisayar dünyasında devrim yaratacak. İzmir’de yaşadığım için buradan örnek vereceğim. Urla’dan Konak’a doğru hareket etmek üzere arabanıza bindiniz ve radyoyu açtınız. Bir yandan arabayı sürüyorsunuz ve bir yandan radyoda Azerbeycan cumhurbaşkanının, birinci yardımcılığına eşini getirdiği gerçeğini öğreniyorsunuz ve çok şaşırıyorsunuz. Bir yandan araba sürerken diğer yandan cumhurbaşkanının yaptığı işe aynı anda tepki vermek bir paralel işlem örneği. Günümüz işlemcileri bunu yapamıyor, onlar her bir işlemi kısa sürede ama tek tek yapacak şekilde geliştirildiler.

Yeni Transistörler İnsan Beyninden Esinlenerek Geliştirildi

İnsan beyni yaklaşık 86 milyar nörondan ve irili ufaklı çeşitli hücrelerden oluşuyor. Bu hücreler sinaps adı verilen bağlantılarla birbirine bağlıdırlar. Sinapsların bir ağ gibi ördüğü insan beyninde sürekli yeni bağlantılar oluşup eski bağlantılar yok edilir, bir diğer deyişle beyinde dinamizm hiç bitmez sürekli yapım ve yıkım devam eder.

Harvard Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi bilim insanları sinapsların davranışını taklit edebilen bir transistör geliştirdiler. Transistörler elektronik cihazlara gelen akımı azaltmak veya arttırmakla yükümlüdürler. Her elektronik aletin harcadığı elektriksel güç farklıdır ve bunun ayarını sağlayan cihazlar transistörlerdir. Yeni üretilen bu öğrenebilen transistör devredeki bilgi akışında değişim yapabiliyor ve değişen sinyallere karşı fiziksel olarak uyum sağlıyor.

Transistörler Yeni Bir Yapay Zeka Türü Olabilir

Modern malzemelerdeki sıra dışı özellikler kullanıldığında sinaptik transistör yeni bir yapay zekâ türünün başlangıcı olabilir. İnsanlar sürekli teknolojide hıza odaklanıyorlar ama hız güç kaybına neden oluyor. Elektronik dünyasındaki yeniliklerle enerji tasarrufu sağlanarak cihazlardan daha fazla verim elde edilebilir.

Gelin doğada en verimli çalışan cihaza bakalım: İnsan beyni. Etrafınızda gördüğünüz, kullandığınız, içinde yaşadığınız tüm nesneler 20 Watt’lık bir gece lambası kadar enerji harcayan bir organ vasıtasıyla oluşuyor. Araştırma ekibinde doktora sonrası öğrenci olan Jian Shi geliştirdikleri transistorün insan beynindeki sinapslarla aynı özellikleri taşıdığını belirtiyor. Ne zaman bir nöron harekete geçse başka bir nöron hemen cevap veriyor ve aralarında sinaps kuruluyor veya var olan sinaps güçleniyor. Nöronların aralarında ne kadar fazla etkileşim olursa bağlantı o kadar güçlü oluyor. Sinaptik transistörlerin ve nöronların yer aldığı birleşik bir sistem dünyada bu güne kadar görülmemiş bir performansa ulaşabilen yeni bir teknolojinin kapısını aralayabilir.

80 Nanometre Kalınlığında

Biyolojik sinapslarda kalsiyum iyonları ve reseptörleriyle gerçekleştirilen etkiler, sinaptik transistörlerde oksijen iyonlarıyla gerçekleştiriliyor. Voltaj uygulandığında bu iyonlar 80 nanometre kalınlığında samaryum nikelattan yapılmış kristal bir örgüden girip çıkıyor. Örgünün iki ucu sinapslardaki akson ve dendrit görevini görüyor. İyonların değişen yoğunluğu transistorün iletkenliğini arttırıp azaltarak akımı ayarlıyor.

Sinaptik transistörün geleneksel silikon transistörlerden birçok üstün tarafı mevcut. Hepiniz bilgisayar dilini bilirsiniz, 0 ve 1’den oluşur. Bu 0 ve 1’de oluşan elektronik dile ikili kod sistemi denir ve hemen hemen her algoritmada bu kod kullanılır. Sinaptik transistörler bu koddan bağımsız çalışabiliyorlar. Şimdiye kadar transistörler ya açık ya da kapalı olmak zorundaydı, ya 0 ya da 1. Ancak biyolojik sinapslar kapalı ve açık olmaktan ziyade çok sayıda farklı durumda olabiliyorlar ve bu özellik sinaptik transistörlerde de kullanılıyor.

Transistörler Kendi Hafızalarına Sahip

Yararına gelelim, ani bir elektrik kesintisiyle oyunda kaldığınız yeri kaydedemeden bütün bilgiler siliniyordu (benim en çok yaşadığım durum buydu) ancak sinaptik transistörlerin kendi hafızaları var. Aniden güç kesilip kapatılsalar bile her şeyi hatırlıyorlar. Ayrıca bu yeni transistörler enerji bakımından da oldukça tasarruflular.

Bu transistörlerle ilgili her şey iyi gözüküyor ama benim gözümün önüne sürekli terminatör filmi geliyor. İnsanlık yararına geliştirilen SkyNet adlı yazılım bir anda tüm bilgisayarları ele geçirip dünyanın başına bela oluyordu. Umarım bu ‘öğrenen’ transistörlerle başlayan akıllı cihazlar bir gün karşı cephede yer almazlar.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynak

http://www.seas.harvard.edu/news/2013/11/synaptic-transistor-learns-while-it-computes

5.0
01

Çağlayan Taybaş

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik mezunuyum. Şu an Johnson & Johnson'a bağlı olarak Erenköy Ruh ve Sinir Hastalıkları hastanesinde klinik araştırma koordinatörü olarak çalışıyorum. Ayrıca İstanbul Üniversitesi'nde ekonomi (açık öğretim) okuyorum. Lisans hayatım boyunca laboratuvarın yanında bilim yazarlığı, programlama, ney ve satranç ile uğraştım. Mezun olduktan sonra askere gitmeden önce sinirbilim.org'u kurdum. Şu an iş hayatım çok yoğun olduğu için eskisi gibi yazamıyorum. Yine iyi idare ettiğimizi düşünüyorum. Bana herhangi bir soru sormak isteyen varsa c.taybas@gmail.com'a mail atabilirler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.