Інженери з науково-дослідного інституту RIKEN розробили мікрочіп на основі скирміонів – крихітних магнітних вихорів. Мікрочіп, що споживає невелику кількість енергії, успішно розпізнає рукописні цифри.
Створений пристрій складається зі стрижнів, покритих платино-кобальтово-іридієвою плівкою, яка може містити скирміони завширшки кілька мікрометрів. Щоб ввести дані, дослідники закодували інформацію в магнітному полі, яке при дії на скирміони генерує напругу. Ця вихідна напруга залежить від кількості та розміру присутніх скирміонів.
Принцип роботи пристрою під час розпізнавання даних. Зображення: Tomoyuki Yokouchi et al., Science Asvances Дослідники навчили пристрій, використовуючи понад 13 тис. зображень рукописних цифр від 0 до 9. Вони перетворили зображення на магнітні вхідні сигнали та налаштували пристрій так, щоб вихідні сигнали напруги точно відображали правильну цифру. Після цього вчені протестували роботу чіпа за допомогою 5 тис. інших зображень.
Експеримент показав, що мікрочіп розпізнає числа з точністю близько 95%, що перевищує альтернативні нейроморфні пристрої.
У сучасних системах для розпізнавання даних використовують штучні нейронні мережі. Вони споживають багато енергії під час роботи на звичайних кремнієвих чіпах, пояснюють вчені. Низькоенергетичні обчислювальні платформи, що імітують властивості мозку і використовують резервуарні обчислення, можуть бути ефективною альтернативою, вважають учені.
У таких пристроях магнітні вихори поводяться як частинки, і ними можна керувати за допомогою магнітних полів. При цьому скирміони мають «ефект пам’яті» — їх структура та поведінка відображають попередні впливи магнітних полів. Цей ефект нагадує енергозберігаючий режим роботи мозку: нейрони зберігають попередню інформацію, яка є основою обробки нових даних.
