Thông qua công trình nghiên cứu Điện tử thần kinh dựa trên sao chép não bộ (Neuromorphic electronics based on copying and pasting the brain) được đăng tải trên tạp chí Nature Electronics, Samsung Electronics cùng nhóm chuyên gia tại đại học Harvard đã giới thiệu cách thức mới để lưu giữ não người bằng chip nhớ.
Đây là kết quả nghiên cứu của Giáo sư Ham Don-hee ở Trường đại học Harvard và Viện Công nghệ Tiên tiến Samsung, Giáo sư Park Hong-kun ở đại học Harvard, Giám đốc điều hành Samsung SDS Hwang Sung-woo và Phó Chủ tịch Samsung Electronics Kim Ki-nam.
Bài báo mô tả phương pháp sao chép bản đồ kết nối neuron trong bộ não bằng mảng điện cực nano do Giáo sư Ham và Giáo sư Park phát triển và dán bản đồ này lên mạng lưới chip nhớ ba chiều mật độ cao.
Bằng cách này, các tác giả của công trình nghiên cứu hy vọng chip nhớ sẽ vượt qua giới hạn của công nghệ hiện tại và phỏng theo những đặc điểm của não người như tiêu thụ điện năng thấp, học hỏi nhanh, khả năng thích ứng với môi trường cao, thậm chí là khả năng tự chủ và nhận thức.
Bộ não bao gồm số lượng lớn neuron và hệ thống dây thần kinh kết nối chúng chịu trách nhiệm thực hiện các chức năng. Nắm rõ hệ thống này là yếu tố chủ chốt giúp thiết kế ngược bộ não.
Lĩnh vực điện toán thần kinh ra đời vào thập niên 1980, mục tiêu ban đầu là mô phỏng cấu trúc và chức năng của mạng lưới neuron trong não bộ trên chip silicon. Nhưng điều này rất khó thực hiện vì giới nghiên cứu biết rất ít về cách lượng lớn neuron kết nối với nhau để thực hiện những chức năng cao hơn của bộ não. Do rào cản trên, mục tiêu của điện toán thần kinh chuyển thành thiết kế chip lấy cảm hứng từ bộ não thay vì mô phỏng.
Tuy nhiên, nghiên cứu mới hướng tới mục tiêu ban đầu của điện toán thần kinh là mô phỏng ngược não bộ. Mảng điện cực nano có thể xâm nhập hiệu quả vào một lượng lớn neuron để ghi chép tín hiệu điện của chúng với độ chính xác cao. Các bản ghi chép nội bào khổng lồ này cung cấp thông tin về hệ thống dây thần kinh, vị trí neuron kết nối với nhau và độ mạnh của kết nối. Từ ghi chép, nhóm nghiên cứu có thể trích xuất bản đồ kết nối thần kinh.
Bản đồ thần kinh sau đó có thể được "dán" vào mạng lưới chip nhớ điện tĩnh như bộ nhớ flash thương mại (ổ SSD) hoặc bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên từ điện trở (RRAM). Độ dẫn của mỗi chip nhớ được lập trình để thể hiện độ mạnh của mỗi kết nối neuron trong bản đồ đã sao chép.
Công trình nghiên cứu trên còn tiến một bước xa hơn với đề xuất phương pháp sao chép hệ thống bản đồ tế bào thần kinh vào mạng lưới bộ nhớ với tốc độ cao. Cụ thể, mạng lưới các bộ nhớ điện tĩnh có thể học và trình bày hệ thống nơron thần kinh sau khi được điều khiển bởi tín hiệu được ghi chép lại từ nội bào. Sơ đồ này sẽ trực tiếp tải bản đồ tế bào thần kinh não người vào chip nhớ.
Ngoài ra, Samsung đang ấp ủ kế hoạch tiếp tục nghiên cứu kỹ thuật hình thái thần kinh thông qua việc phát triển các chất bán dẫn sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo. Kỹ thuật tạo hình thần kinh là công trình sử dụng các hệ thống tích hợp quy mô rất lớn chứa các mạch điện tử tương tự để “sao chép" kiến trúc sinh học trong hệ thần kinh.
“Tầm nhìn chúng tôi đặt ra rất tham vọng, nhưng cố gắng vì một mục tiêu vĩ đại như vậy là nhằm thách thức ranh giới của trí thông minh máy móc, khoa học thần kinh và công nghệ bán dẫn hiện tại”, Giáo sư Ham cho biết hôm 27/9.
Minh Hoa (t/h theo VnExpress, Tuổi Trẻ Online)
