Tutkijat kehittivät uuden ratkaisun aivojen rakennetta jäljittelevään tekoälyyn

Alati monimutkaistuva maailma on luonut tarpeen autonomisten koneiden ja sovellusten päätöksenteon tehostamiseen. Perinteisten tekoälyjen kouluttaminen vie paljon aikaa ja tietokoneiden suuri energiankulutus tuottaa paljon hiilidioksidipäästöjä. Jopa 10% maailman energiasta käytetään tällä hetkellä tiedon käsittelyyn tai siirtoon. Näin ollen on ollut tarve löytää uusia energiatehokkaita ratkaisuja.

Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen Wihurin fysiikantutkimuslaboratoriossa tutkijaryhmä on keksinyt uuden ratkaisun energiasyöpöille virtapiireille käyttämällä puolijohtavia manganiittimateriaaleja. 

Toimivia neuroverkkoja ja memristoreja on vaikea rakentaa – tutkimusryhmän keksintö auttaa ongelmaan

Tutkimusryhmän keksinnön avulla pystytään valmistamaan memristori kapean elektronivyön manganiittimateriaalista. 

Tyypillisesti neuroverkkojen valmistuksessa synapsit ja neuronit valmistetaan eri materiaaleista, mikä saa aikaan teknisiä haasteita. Tutkimusryhmän kehittämistä manganiittimateriaaleista voidaan valmistaa sekä neuronit että synapsit. Uudessa Business Finlandin rahoituksen saaneessa OCEAN-hankkeessa tavoitteena on soveltaa tutkimusryhmän kehittämiä ratkaisuja kokonaisiin neuromorfisiin virtapiireihin.

– Tekoälypiiri, joka on tehty käyttämistämme materiaaleista, vie jopa vain tuhannesosan siitä energiasta mitä perinteiset materiaalit kuluttavat samassa sovelluskohteessa. Tämä perustuu siihen, että laitteemme käyttäytyvät biologisten synapsien ja neuronien tavoin hyvin energiatehokkaasti, tutkimusryhmän ja hankkeen johtaja professori Petriina Paturi kertoo.

Uudessa hankkeessa valmistellaan memristorien kaupallistamista 

Tiedon käsittelyn valtavan energiankulutuksen vuoksi neuromorfinen laskenta on erittäin ajankohtainen aihepiiri. Energian kulutus tulee vain kasvamaan, jollei uusia ratkaisuja saada markkinoille. Siksi myös puolijohdeteollisuuden suuret toimijat kuten IBM, Intel ja NVIDIA kehittävät omia tekoälyratkaisujaan.

Käynnistyvässä OCEAN-hankkeessa memristorimateriaaleihin liittyvää keksintöä kehitetään tuotantoon.

– Neuromorfinen laskenta on vielä uusi teollisuuden haara ja uusille ratkaisuille on suuri kysyntä. Markkina kasvaa voimakkaasti ja startup-yrityksiä perustetaan jatkuvasti. Olemme oikeaan aikaan liikkeellä ja uskon, että ainutlaatuinen ratkaisumme, jolle on haettu patenttisuojaa, tulee herättämään suurta huomiota projektin aikana, Paturi toteaa.