Nghiên cứu vật liệu chuyển đổi điện trở, thiết kế và chế tạo chip trở nhớ ứng dụng trong mạng thần kinh nhân tạo

Ngày đăng: 22/01/2024

Chúc mừng PGS. TS. Phạm Kim Ngọc với dự án ”Nghiên cứu vật liệu chuyển đổi điện trở, thiết kế và chế tạo chip trở nhớ ứng dụng trong mạng thần kinh nhân tạo” được nhận tài trợ năm 2023 từ Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF)

Dự án đăng ký thực hiện với mục tiêu chế tạo thành công các chip trở nhớ (memristor chip) có tính chất ghi nhớ thông qua các trạng thái khác nhau của giá trị điện trở (hay còn gọi là bộ nhớ điện trở). Tính năng nổi bật của trở nhớ là khả năng thay đổi trạng thái lưu trữ nhanh chóng theo tín hiệu điện thế nhận vào. Đây là đặc điểm quan trọng giúp chip trở nhớ này có thể mô phỏng hoạt động lưu trữ thông tin của khớp thần kinh sinh học. Trên cơ sở đó, nhóm sẽ xây dựng mạng thần kinh nhân tạo với các tế bào trở nhớ là nơi kết nối các tế bào neurons và lưu trữ thông tin giao tiếp của chúng.

Dự án sẽ được triển khai nghiên cứu với ba mục tiêu cụ thể:

· Phát triển thành công các hệ vật liệu cấu trúc nano ứng dụng vào bộ nhớ điện trở, kết hợp với tính toán lý thuyết để đánh giá cơ chế và kiểm soát hoạt động của linh kiện một cách hiệu quả.

· Chế tạo được cấu trúc chip trở nhớ với mật độ tích hợp từ 16 đến 4096 ô nhớ và chế tạo được mạch chip điện tử, trong đó chip trở nhớ đóng vai trò là khớp thần kinh nhân tạo.

· Xây dựng thuật toán và triển khai được ứng dụng vào nhận diện hình ảnh, chữ viết, khuôn mặt... dựa trên kiến trúc tính toán trong bộ nhớ của linh kiện trở nhớ đã chế tạo.

Dự án đặc biệt tập trung vào sự hợp tác liên ngành giữa các thành viên với chuyên môn về khoa học vật liệu, vi mạch bán dẫn và khoa học máy tính. Đây cũng là sự kết hợp của hai nhóm nghiên cứu từ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh (PGS. TS. Phạm Kim Ngọc, Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu) và Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội (PGS. TS. Nguyễn Trần Thuật, Trung tâm Nano và Năng lượng), nhằm phát triển từ vật liệu, linh kiện đến sản phẩm ứng dụng trong trí tuệ nhân tạo.

Hình 1. (a) Tắc nghẽn tốc độ (nút thắt cổ chai) giữa bộ nhớ lưu trữ (khớp thần kinh nhân tạo cổ điển) và vi xử lý (neuron) trong kiến trúc von-Neumann. (b) Kiến trúc tính toán trong bộ nhớ (In-Memory Computing) với trở nhớ là bộ nhớ lưu trữ được phân tán trong mạng thần kinh.

Hình 2. PGS.TS. Trần Minh Triết đến thăm và làm việc với nhóm nghiên cứu dự án tại Trung tâm Nano và Năng lượng, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Thông tin liên hệ: