“Organizmoid” olarak adlandırılan yeni bilgi işlem teknolojisi; önemsiz olan anıları nasıl unutulacağını öğrenirken; düşüncelerin bazı yönlerini de taklit eder.
Purdue Üniversitesi Edward G. Tiedemann Jr. Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Profesörü Kaushik Roy, “İnsan beyni ömür boyu öğrenme yeteneğine sahiptir. Kısmen bazı bilgileri de bilinçli unutarak, bunu yapar. Yapmaya çalıştığımız, beynin bu davranışını bir ölçüde taklit etmektir. Yalnızca yeni bilgiler öğrenmek için değil, aynı zamanda ne unutacaklarını öğrenen bilgisayarlar yaratmak istiyoruz. “
Purdue Profesörü Shriram Ramanathan, araştırmanın merkezinde; organizmoit* cihazlar üretmek için kullanılan samarium nikelat adlı seramik bir “kuantum maddesi“nin olduğunu belirtti.
* Canlı bir varlık olmayan organize bir doğa sistemi.
Roy, “Bu aygıtlar canlı varlıkların bazı özelliklerine sahip ve insan beyninin bazı yönlerini taklit eden yeni öğrenme algoritmaları geliştirmemizi sağlıyor. Sonuçlar, kuantum materyalleri ve beyinden esinlenilen bilgi işleme alanları için çok geniş kapsamlı etkilere sahip.
Malzeme, Hidrojen gazında bırakıldığında; kristal kafesi hidrojen atomları tarafından ‘katkılı’ olduğu için, ilginç bir direnç değişimine maruz kalıyor. Sonuçta; malzemeye hidrojen eklendiğinde ‘soluduğu’ (genişlediği) ve hidrojen çıkarıldığında daraldığı gözlendi.
Malzeme ile ilgili bir diğer ilginç gözlem ise; malzemenin, hidrojen içinde nefes aldığında, rezistansının büyüklük sırasına göre değişmesine izin veren, olağanüstü bir ‘kuantum mekanik etki’ göstermesidir. Buna rağmen; etki tersine çevrilebilir; bu katkı maddesi kafese zayıf şekilde bağlanabilir. Böylelikle hidrojen çıkarıldığında, elektrik direnci değişecektir.”
Malzeme, hidrojene maruz kaldığında; bir proton ve bir elektrona bölünür. Elektron, geçici olarak maddenin izolatör haline gelmesine neden olup, nikel üzerine yapışır. Daha sonra hidrojen çıkarıldığında; madde tekrar iletime girer.
Değişken iletkenlik davranışı, “iletkenliğin zamanla bozulması”; “alışkanlık” olarak adlandırılan hayvan davranışına benzemektedir.
Roy, “Pek çok hayvan, hatta bir beyne sahip olmayan organizmalar bile, bu temel hayatta kalma becerisine sahiptir. Bu yüzden bu duruma organizma davranışı diyoruz. Örneğin; eğer belli başlı bazı bilgileri sürekli olarak görürsek, alışkanlık kazanmış oluruz ve hafızamızda saklarız. Ancak; bilgi uzun süre görüşümüzden çıkarsa, alışkanlık kaybolur ve hafızadan silinir.
Dolayısıyla, iletkenliğin üstel modda yukarı ve aşağı doğru hareket etmesi, aşamalı olarak öğretilecek ve aynı zamanda da unutturulacak. Böylece yeni bir bilgisayar modeli oluşturmak için kullanılabilecek. “
Araştırmacılar, bunun yanında Uyarlamalı Sinaptik Plastisite olarak adlandırdıkları bir “Sinirsel Öğrenme Modeli” geliştirdiler.
Sinaptik Plastisite’nin yeni modeli için, Organizmoid’ler uygulamada kullanıldı.
Roy, “Bu efekti kullanarak, Nöromorfik Hesaplama‘da; modelleme yapabiliriz. Örneğin, daha önce yüz özelliklerini bildiğim insanların, dışarda tüm özelliklerini unutmadan, akıl yürüterek hafızamda tanıyabilirim.”
Nöromorfik Hesaplama, tamamlayıcı metal-oksit-yarı iletken transistörlere veya CMOS‘ya (sensöre) dayalı, genel amaçlı bilgisayar donanımının yerine geçmek için kullanılmayacak. Ancak bunun yerine, CMOS (sensör) tabanlı bilgi işlem ile birlikte çalıştırılacak. CMOS teknolojisi özellikle, karmaşık matematiksel hesaplamalarda başarılıdır; Nöromorfik Hesaplama’da ise; yüz tanıma, akıl yürütme ve insan benzeri karar verme gibi rolleri yerine getirebilir.
Organismoid’lerin , Spintronik* alanlarda da uygulamaları olabilir. Konvansiyonel bilgisayarlar; hesaplamalarda gereken ikili kodu ve sıfırları temsil etmek için, bir elektrik yükünün varlığını ve yokluğunu kullanır. Bununla birlikte, Spintronikler*, elektronların “spin halini” kullanarak bir ve sıfırları temsil eder.
*Spintronik (“dönüş-tabanlı elektronik”), magnetoelektronik olarak da bilinir, elektronların kuantum özelliklerini kullanarak, dönüş ve yük durumlarından yararlanmayı temel alan gelişmekte olan bir teknolojidir.
Biyolojik nöronlara ve sinaps’lere benzeyen devreler, CMOS (sensör) devreleriyle beraber kompakt bir tasarım oluşturabilir. Bir nöron veya sinaps’i taklit etmek için, birçok CMOS (sensör) cihazı gerekirken, bu şekilde yalnızca tek bir Spintronik Cihaz kullanılabilir.
Araştırmacılar gelecekteki çalışmalarda, malzemeyi hidrojen gazına maruz bırakmak yerine; çalışmanın entegre bir devrede sonuca nasıl ulaşılacağını ispatlayacak.