Reservoircomputer auf Magnonik-Prinzipien

Reservoircomputer auf Magnonik-Prinzipien

An der ETU "LETI" hat man einen kompakten Reservoircomputer für neuromorphes Hardware-Computing entwickelt, das auf magnonischen Prinzipien basiert.

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Professor des Lehrstuhls für physische Elektronik und Technologie der St. Petersburger Elektrotechnischen Universität "LETI", Leiter des Labors für Magnonik und Radiophotonik Alexej B. Ustinow berichtet: "Vor relativ kurzer Zeit haben Forscher gezeigt, dass es mit Magnonen möglich ist, Erkennungs- und Klassifizierungsprobleme mit hoher Geschwindigkeit und geringem Stromverbrauch im Vergleich zu Transistor-Rechengeräten zu lösen. Das physikalische Magnonen-Reservoir ist eine Spinwellen-Verzögerungsleitung mit einer Rückkopplungsschleife. Dies ist ein Hardware-Analogon eines neuronalen Netzwerks, das die gleiche Funktionalität wie herkömmliche neuronale Software-Netzwerke hat."
 
Zuvor haben LETI-Forscher als Teil einer Forschungsgruppe erfolgreich einen Prototyp eines Reservoircomputers entwickelt, der aus einer Filmverzögerungsleitung sowie einem elektronischen Dämpfungsglied und einem Mikrowellenverstärker in einer Rückkopplungsschleife besteht. Das entwickelte Gerät war in der Lage, neuromorphe Berechnungen durchzuführen, beispielsweise Objekte zu erkennen und die Temperatur zu messen.
 
In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Applied Physics Letters veröffentlicht wurde, haben Forscher das System zur Steuerung des in das Reservoir gelangenden Informationssignals verbessert. Durch die innovative Lösung entfällt die Notwendigkeit eines elektronischen Dämpfungsglieds zur Steuerung der Signalamplitude, das in der Vorgängerversion des Reservoircomputers verwendet wurde. Dadurch wurde der Prototyp kompakter.
 
In Zukunft könnten solche Computergeräte weit verbreitet sein, beispielsweise um das Gewicht elektronischer Systeme unbemannter Unterwasser-, Boden- und Luftfahrzeuge zu reduzieren.