Lần đầu tiên trong lịch sử IBM chế tạo thành công neuron nhân tạo - bước tiến vĩ đại của loài người

Lần đầu tiên trong lịch sử con người, Viện Nghiên cứu IBM tại Zurich vừa chế tạo thành công một neuron nhân tạo, nhỏ ở mức nano và có thể chuyển đổi trạng thái ngẫu nhiên. Lần đầu tiên nhưng không chỉ một neuron được chế tạo thành công, IBM đã có được trong tay mình 500 neuron như vậy và sắp tới, họ sẽ sử dụng chúng để chế tạo một bộ não nhân tạo mô phỏng lại bộ não con người.

Neuron nhân tạo của IBM.

Đột phá này là cực kì quan trọng bởi một neuron có thể chuyển đổi trạng thái này dựa vào những vật liệu đã được nghiên cứu kĩ càng, có thể giảm chúng xuống mức nano, hơn nữa chúng có thể truyền dẫn xung điện với vận tốc cao nhưng đòi hỏi rất ít năng lượng. Chúng còn có khả năng ngẫu nhiên (chúng luôn tạo ra những kết quả khác biệt và ngẫu nhiên, như các neuron sinh học vậy) và điều này là cực kì quan trọng.

Như đã nói, neuron nhân tạo này cũng giống với neuron sinh học: chúng có đầu vào (sợi nhánh - dendrite), màng neuron (màng lipid), thân neuron (soma), nhân (nucleus) và đầu ra (sợi trục - axon).

Điểm khác biệt chính nằm tại màng của neuron. Trong một neuron thực, đó sẽ là một màng lipid, đóng vai trò của cả điện trở lẫn chất dẫn điện; chúng ngăn xung điện cho tới khi đủ điện năng để truyền đi, rồi sau đó dòng điện sẽ theo các đầu ra là sợi trục tới những neuron khác, và cứ thế tiếp diễn.

Với neuron nhân tạo của IBM, màng được thay thế bằng một hợp chất của gecmani-antimon-telua (viết tắt là GST), bản thân hợp chất này là một vật liệu chuyển trạng thái. Vậy nên nó có thể tồn tại được cả ở hai trạng thái (kết tinh và không kết tinh/vô định hình) và dễ dàng chuyển đổi giữa hai trạng thái đó. Trạng thái kết tinh sẽ khiến màng neuron nhân tạo có thể dẫn điện và trạng thái vô định hình sẽ khiến màng trở nên cách điện.

Với neuron nhân tạo của IBM, GST sẽ bắt đầu chu kỳ “sống” của nó với trạng thái vô định hình. Sẽ có dòng điện đi vào qua các sợi nhánh, GST sẽ dần dần kết tinh, đến một mức nhất định nó sẽ có tính dẫn điện. Và cứ như vậy, dòng điện chạy qua các màng. Sau một quãng nghỉ, GST sẽ “reset”, trở về trạng thái vô định hình cách điện ban đầu và quá trình ấy sẽ lại xoay vòng một lần nữa.

Neuron sinh học có tính ngẫu nhiên (stochastic) và IBM nói rằng neuron nhân tạo của họ cũng có được những hành vi phản ứng ngẫu nhiên như một neuron thực thụ vậy: mỗi lần GST “reset”, trạng thái vô định hình của màng neuron nhân tạo sẽ khác đi đôi chút và bởi vậy, việc màng kết tinh cũng sẽ khác đi theo.

Một mẫu thử của con chip sẽ được sử dụng để gắn vào bảng mạch, mỗi một hình vuông nhỏ là một neuron nhân tạo.

Họ đã tạo được ra neuron nhân tạo rồi, giờ thì sao?

Có hai điểm mấu chốt đáng nói.

Thứ nhất, neuron nhân tạo được tạo nên bởi những vật liệu được nghiên cứu và thấu hiểu kĩ càng, có tuổi thọ lâu đời (hàng nghìn tỉ lần chuyển giao giữa hai trạng thái), có thể làm gọn lại thành ở mức nano.

Thứ hai, đây là neuron chuyển đổi trạng thái mà con người tạo được ra gần giống nhất với hoạt động của một neuron sinh học, điều này có thể dẫn tới một hệ thống máy tính khổng lồ có thể tự phân tích thông tin và đưa ra quyết định, giống như cách mà con người suy nghĩ vậy.

Và rất có thể là thứ ba, con người đang gần hơn nhiều bước tới việc tạo ra được hệ thống Skynet, một trí tuệ nhân tạo đã từng được coi là lá chắn hoàn hảo của con người, cho tới khi chính con người không hoàn hảo lại là lỗ thủng của hệ thống đó.

Cho tới giờ, IBM đã tạo ra được một mạng lưới gồm 500 neuron nhân tạo. Không có lý do gì để IBM dừng lại tại thời điểm này, chỉ với việc tạo ra neuron nhân tạo như vậy. Họ đang tiến hành việc đưa hàng nghìn neuron nhân tạo này vào trong một con chip duy nhất. Vấn đề tồn tại bây giờ là viết ra một chương trình, một phần mềm có thể sử dụng được con chip neuron nhân tạo ấy.

Có thể rằng, trong một vài hay một vài chục năm nữa, Ngày Phán Xét không phải là sản phẩm giả tưởng mà thực sự, đó là điềm báo trước cho thảm họa diệt vong của loài người.

Nhưng trước hết, vẫn chúc mừng thành tựu của IBM trong việc tạo ra được những neuron nhân tạo hoạt động được như neuron sinh học đã!

Tham khảo arstechnica