ENGINEERINGNET.BE - De afgelopen decennia zijn computers steeds krachtiger geworden door verkleining van transistoren, maar zo langzamerhand hebben die hun ondergrens bereikt.
Daarom zoeken wetenschappers naar nieuwe materialen met veelzijdige schakelaars die ook waarden kunnen hebben tussen de digitale 0 en 1.
Onderdeel van Rijksuniversiteit Groningen is CogniGron, dat werkt aan neuromorfe computers. Dit centrum omvat experimentele materiaalonderzoekers en theoretische modellenbouwers vanuit de wiskunde, computerwetenschap en AI.
Het menselijke brein is een inspiratiebron voor deze materiaalonderzoekers. Hoogleraar Herbert Jaeger van Rijksuniversiteit Groningen: ‘Zij maken bijvoorbeeld iets van een paar honderd atomen dat oscilleert. Dan zeggen ze: "Dat lijkt op hoe neuronen werken, dus laten we er een neuraal netwerk mee maken."’
'Maar ze missen daarvoor belangrijke kennis. Zelfs neurowetenschappers weten niet precies hoe het brein werkt. Daarom is het ontbreken van een theorie voor neuromorfe computers een probleem.’
In een nieuwe studie presenteren Jaeger en zijn collega’s Beatriz Noheda (wetenschappelijk directeur van CogniGron) en Wilfred van der Wiel (UTwente) een schets van hoe zo’n theorie voor niet-digitale computers er uit zou moeten zien.
In plaats van stabiele 0/1 schakelaars werkt deze theorie met continue, analoge signalen. En hij moet een groot aantal niet-standaard fysische effecten op nanoschaal omvatten die materiaalwetenschappers nu onderzoeken.
Een belangrijke observatie is dat een theorie voor neuromorfe computers zal bestaan uit allerlei deeltheorieën. Ook moeten experimentele materiaalwetenschappers voor de opstelling van zo'n theorie nauw samenwerken met formeel-theoretische modelbouwers.
Jaeger: ‘Computerwetenschappers moeten zich bewust zijn van de natuurkundige processen in al die nieuwe materialen, en materiaalwetenschappers moeten kennis hebben van de fundamentele concepten van computers.’
Het overbruggen van de kloof tussen materiaalwetenschap, neurowetenschap, computerwetenschap en constructietechniek is precies waarom CogniGron is opgericht door de Rijksuniversiteit Groningen: het brengt deze verschillende groepen wetenschappers bij elkaar.
‘We hebben allemaal onze blinde vlekken’, besluit Jaeger. ‘Een groot gat in onze kennis is nu nog een funderende theorie voor neuromorfe computers. Onze studie is een poging om te laten zien hoe zo'n theorie is te maken, en hoe we een gezamenlijke taal kunnen ontwikkelen.’
