脳型コンピューターを実現するシナプス素子登場、忘却可能で経験から成長も

処理能力が飛躍的に向上し、高性能化が進んでいるコンピューターですが、どうしても「人間の脳のような働きを行う」というのはまだまだ実現に至っていません。

しかし、人間のように記憶し、不要な情報を忘却することが可能な脳型コンピューターを実現する「シナプス素子」が開発されました。

人間のように記憶も忘却もする新しい脳型素子 - プレスリリース | NIMS

独立行政法人独立行政法人物質・材料研究機構と独立行政法人科学技術振興機構のプレスリリースによると、独立行政法人物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点の青野正和 拠点長らの研究グループは、アメリカのカリフォルニア大学ロサンゼルス校のJ. ジムゼウスキー教授と共同で、脳の神経活動の特徴である2つの現象「必要な情報の記憶」と「不要な情報の忘却」をたった1つの素子で自律的に再現する「シナプス素子」の開発に世界で初めて成功したそうです。

現在のコンピューターシステムは高性能化の限界が近付いているとされ、さらなる高性能化には脳型回路・脳型コンピュータの開発が必要とみられていますが、今回開発された「シナプス素子」は人間の脳における1つ1つの神経細胞に相当するというもの。

人間の脳はシナプスによって情報の入力頻度が高いほど確実に記憶し、逆に入力頻度が低ければ曖昧な記憶しか形成されずに忘却しますが、「シナプス素子」は電気信号の入力頻度によって自身の結合強度を調節することで、この働きを再現。

「シナプス素子」を用いた画像記録。入力間隔が2秒の文字「1」と20秒の文字「2」を10回入力してからしばらく待つと、長期記憶となった「1」は表示され続けましたが、短期記憶となった「2」は消失しています。

従来の人工シナプスは複雑な回路やソフトウェアによって実現されており、予め設計された通りの動作しかできませんでしたが、「シナプス素子」は事前の動作設計無しに多様な動作が可能であることから、将来、まるで人間のように経験によって賢くなる人工知能の構築に大きく寄与することが期待されています。