Projektbeschreibung
Neuromorphe Datenverarbeitung mit „Neuronen“ kann synchronisierte Schwingungen erzeugen
Bei der neuromorphen Datenverarbeitung kommen Hardware- und Software-Ansätze zum Einsatz, um die Struktur und Funktion des menschlichen Gehirns zu simulieren. Die KI ist ein bekanntes Fachgebiet, doch die Nachbildung von Neuronen und Synapsen mit Hardware ist ein neu aufstrebendes Anwendungsgebiet. Elektrische Schwingungen stellen ein gewöhnliches Phänomen im Gehirn dar, das mit einer Reihe an kognitiven Prozessen in Zusammenhang gebracht wird. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird das Projekt SMART den negativen differentiellen Widerstand, eine Eigenschaft einiger Komponenten, durch die diese Schwingungen als Reaktion auf elektrische Spitzen erzeugen können, ausnutzen, um das Verhalten biologischer Neuronen nachzubilden. Dünne Filme eines neuen Materials, das negativen differentiellen Widerstand aufweist, werden in oszillierende neuronale Netze integriert, um komplexe Datenverarbeitungsaufgaben zu lösen.
Ziel
Rapid progress in the regime of Artificial Intelligence and Internet-of-Things has enthused the development of fast and energy-efficient hardware to support future computing needs. One of the most prominent solutions is the deployment of cross-disciplinary resources for mimicking the performance of a Human Brain, also known as neuromorphic computing. It relies on electronic components that could replicate the functioning of neurons and synapses. Designing such novel electronics needs the development of cost-effective, fast and reliable materials with tunable functionality. A fundamental understanding of these materials will pave the foundation of innovative device designs and strategies for their large-scale integration for neuromorphic architectures. In this context, the proposed project intends to deliver artificial neurons by developing thin-films of a novel material (TbMnO3) that is capable of demonstrating a Negative Differential Resistance (NDR). The idea is to utilise the fundamental understanding of multi-dimensional (electrical, optical, mechanical and magnetic) control of NDR which is not explored yet and is possible in TbMnO3. NDR enables a two-terminal device to display self-oscillations due to applied electrical spikes. The spiking electrical currents could be used to govern the behaviour of these oscillations and emulating the leaky, integrate, and fire behaviour of biological neurons. Once such a performance is achieved, the device will further be integrated into oscillatory neural networks array for demonstration of complex computing tasks such as image recognition and imitating human behaviour.
The project will unite the applicant’s expertise in synaptic devices and materials engineering with the extensive experience of the host-labs in thin-film and neuromorphic devices. Importantly, the project will warranty catapulting the applicant’s international recognition as an independent researcher and will improve his career prospects.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-AG-UN - HORIZON Unit GrantKoordinator
9712CP Groningen
Niederlande