Sound Waves Give Neuromorphic Chips an Edge in Mimicking the Brain

Para peneliti dari Universitas Arizona telah mengembangkan sinapsis akustik yang menggunakan gelombang suara untuk meniru cara kerja neuron biologis. Perangkat ini terdiri dari tiga batang aluminium dengan panjang sekitar 60 cm dan lebar 1,25 cm, yang disambungkan dengan lem epoksi; pemancar ultrasonik dan sensor dipasang pada ujung batang menggunakan lapisan tipis madu. Prinsip kerjanya didasarkan pada bit fase (phi-bit), yang memungkinkan pengkodean beberapa nilai dalam fase gelombang suara dan melakukan komputasi paralel yang mirip dengan komputasi kuantum, meskipun ini bukan komputasi kuantum melainkan analog klasiknya. Dengan menyesuaikan fase phi-bit, para ilmuwan berhasil meniru sifat plastisitas sinaptik, yaitu kemampuan sinapsis biologis untuk menguat atau melemah seiring waktu. Dalam percobaan klasifikasi 150 bunga iris menjadi tiga spesies, perangkat akustik yang mewakili satu sinapsis simulasi mencapai akurasi 96,7% hanya dengan 39 parameter dan mencapai akurasi puncak 20% lebih cepat daripada perceptron multi-lapis (multilayer perceptron, MLP). Sebagai perbandingan, MLP membutuhkan 9 neuron dan lebih banyak parameter untuk akurasi yang sebanding. Para peneliti memperkirakan bahwa perangkat baru ini mengonsumsi tidak lebih dari sepersepuluh daya dari solusi neuromorfik elektronik modern. Selain itu, penambahan satu batang tambahan saja memungkinkan sistem meniru efek neuromodulator seperti dopamin atau serotonin, yang biasanya memerlukan struktur yang jauh lebih kompleks dalam sistem neuromorfik elektronik. Hasil penelitian ini dipublikasikan pada 12 Juni di jurnal Science Advances.