Projektbeschreibung
Erforschen, wie die Physik die schwere Arbeit in neuronalen Netzen übernehmen könnte
Der steigende Energieverbrauch der Computertechnologien hat sich ungeachtet der Fortschritte in der Halbleitertechnologie zu einem Umweltproblem entwickelt. Die Rechenarchitekturen sind nach wie vor energieineffizient, hauptsächlich für spezielle Aufgaben konzipiert und anfällig gegenüber Rauschen, Wärme und Schwankungen. Das Team des ERC-finanzierten Projekts THERMODON verfolgt das Konzept „Let the physics do the computing“ (Lass die Physik das Rechnen übernehmen), indem Rauschen, Wärme und Schwankungen für energieeffizientes Rechnen ausgenutzt werden. Die Forschung umfasst die Integration von Thermodynamik und neuromorphem Rechnen zur Entwicklung einer innovativen Architektur, die thermodynamisches Rechnen und Selbstorganisation gestattet. Durch die Anwendung der thermodynamischen Hauptsätze auf oszillierende neuronale Netze werden die Forschenden ein neuartiges Rechenparadigma entwickeln, das die Computerarchitektur in ein dynamisches, selbstorganisierendes System verwandelt, das offen mit der Umwelt interagiert.
Ziel
There is a pressing need to address the power consumption of computing, which keeps rising to the point it has become an environmental concern. Despite the remarkable progress in semiconductor technology, computing architectures are still energy inefficient, engineered for deterministic tasks as well as susceptible to noise, heat, and variations. Instead of massively over-designing architectures to compute with an acceptable degree of reliability, this research aims to “let physics do the computing” and harness noise, heat and variabilities for energy efficient computing.
At the heart of the proposed paradigm is the thermodynamics of open systems entwined with neuromorphic computing. THERMODON aims to develop an unconventional neuromorphic architecture to thermodynamically compute and self-organize (“learn”). I hypothesize that the natural thermodynamics of appropriately engineered architecture can harness noise, heat, and variations to self-organize toward energy efficient “solutions” to “problems” posed by external potentials. I will develop such architecture with neuromorphic oscillatory neural networks that I master in my lab. This research aims to address how thermodynamic principles can be applied to oscillatory neural networks to derive learning rules that are unsupervised, continuously adapting and transforming the architecture into a dynamic “self-organizing” and “open interactive” system that learns, infers and interacts with the environment.
THERMODON will bring breakthrough innovations in thermodynamic computing models and AI-specialized hardware to enable online training and inference to intelligent systems. The interdisciplinary research in this project between neuromorphic computing and thermodynamics opens a new and exciting area in computer architecture, triggering a paradigm shift in edge AI computing as well as an immediate impact as a hardware accelerator platform.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenThermodynamik
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenElektromagnetismus und ElektronikHalbleiterbauelement
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG
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