Nhà sản xuất Samsung Electronics mới đây đã bất ngờ chia sẻ về kế hoạch hiện thực hóa một loại chip thần kinh tân tiến có khả năng bắt chước hoàn hảo các hoạt động của não ngyời thôpng qua tài liệu luận văn có tên Điện tử thần kinh dựa trên sao chép não bộ (Neuromorphic electronics based on copying and pasting the brain).

Tài liệu này được hoàn thiện với sự kết hợp của các tác giả là những nhà nghiên cứu hàng đầu tại Samsung và Đại học Harvard, bao gồm: Giáo sư, thành viên Viện Công nghệ Tiên tiến Samsung (SAIT) Donhee Ham, Giáo sư Đại học Harvard Hongkun Park, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành Samsung SDS, cựu Giám đốc SAIT Sungwoo Hwang, Phó chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành Samsung Electronics Kinam Kim.

Theo Samsung, bản chất của tài liệu này được tóm gọn bằng hai từ "copy" (sao chép) và "paste" (dán). Để sao chép hệ thống dây thần kinh của não bộ. Luận văn cho thấy tầm nhìn của nhóm nghiên cứu về tương lai sử dụng một mảng điện cực nano đột phá do Giáo sư Ham và Giáo sư Park phát triển để dán lên một mạng lưới mật độ cao ba chiều của bộ nhớ bán dẫn, công nghệ mà Samsung đang dẫn đầu thế giới.

Thông qua cách tiếp cận copy-paste, các tác giả hình dung một chip nhớ có đặc điểm tính toán độc nhất của não người như sử dụng năng lượng thấp, học hỏi dễ dàng, thích ứng với môi trường. Thậm chí chip còn có khả năng tự chủ và nhận thức, yếu tố giúp nó vượt quá tầm với của công nghệ hiện tại, thay vì bắt chước một cách cứng nhắc như những gì các chip nhớ hiện nay đang làm.

Tài liệu của Samsung đưa ra đề xuất về việc tìm mục tiêu ban đầu của điện toán thần kinh là mô phỏng ngược não bộ. Mảng điện cực nano có thể xâm nhập hiệu quả vào một lượng lớn các neuron thần kinh, ghi chép lại tín hiệu điện của chúng với độ nhạy cao. Các bản ghi chép nội bào khổng lồ này cho biết hệ thống dây thần kinh, vị trí các neuron thần kinh kết nối với nhau và độ bền của các kết nối này. Từ bản ghi chép, một hệ thống thần kinh có thể được trích xuất hoặc “copy” lại.

 Hệ thống sau đó có thể được “paste” vào mạng lưới các bộ nhớ điện tĩnh, ví dụ như các bộ nhớ flash thương mại (ổ SSD) hoặc các bộ nhớ như RRAM (RAM có điện trở). Trong đó, độ dẫn của mỗi bộ nhớ được lập trình nhằm thể hiện độ bền của mỗi kết nối neuron trong hệ thống.

Tài liệu còn tiến một bước xa hơn khi đề xuất phương pháp dán nhanh hệ thống neuron thần kinh vào mạng lưới bộ nhớ. Khi được điều khiển bởi tín hiệu đã ghi chép lại từ nội bào, mạng lưới các bộ nhớ điện tĩnh đặc biệt có thể học và thể hiện hệ thống neuron thần kinh. Sơ đồ này sẽ tải trực tiếp hệ thống của não lên chip nhớ.

Bộ não con người ước tính có khoảng 100 tỷ neuron thần kinh, thêm khoảng một nghìn lần kết nối thần kinh khác. Vậy nên chip thần kinh cuối cùng sẽ cần tới 100.000 tỷ bộ nhớ. Việc tích hợp lượng lớn bộ nhớ trên một con chip có thể khả thi khi sử dụng bộ nhớ 3D tích hợp. Đây là công nghệ đã mở ra kỷ nguyên mới cho ngành công nghiệp chip nhớ mà Samsung hiện có ưu thế.

Tận dụng kinh nghiệm trong lĩnh vực sản xuất chip, Samsung có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu điện toán thần kinh, xây dựng vị thế trong lĩnh vực chất bán dẫn AI thế hệ tiếp theo.

“Tầm nhìn mà chúng tôi đặt ra rất tham vọng. Tuy nhiên cố gắng vì mục tiêu quả cảm như vậy sẽ thúc đẩy ranh giới của cả trí thông minh máy móc, khoa học thần kinh và công nghệ bán dẫn", Giáo sư Ham nói.