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Von neuromorph über Protein-Nanodraht bis zu photonischen Schaltkreisen

Biologisch inspirierte Computer: Noch in der Forschung, in 5 Jahren im Markt

Autor: Rolf Kickuth

Das Mooresche Gesetz ist so gut wie am Ende, und der Von-Neumann-Flaschenhals würgt auch an der Leistungsfähigkeit derzeitiger künstlicher Intelligenz (KI). Dabei sind wir permanent von Lösungen umgeben, die zeigen, wie sich Intelligenz mit zumindest energetisch sehr geringem Aufwand betreiben lässt: Die winzigen Gehirne von Rabenvögel beispielsweise stehen wohl nicht nur für Intelligenz, sondern auch für ein Bewusstsein; das haben Spiegelexperimente ergeben. Unsere eigenen Hirne sind auch nicht gerade Energieverschwender, auch wenn sie rund 20 % unseres gesamten Energiehaushalts benötigen; sie machen nur rund 2 % der Körpermasse aus. 

Ein Richtungswechsel hin zu biologisch inspirierter Technik kann also Lösungen für die Computerent­wicklung aufzeigen. Neu ist dieser Ansatz ja nicht; die Bionik hält etliche Beispiele für bioinspirierte Ingenieurs­lösungen bereit. Die entsprechenden Wege hin zu weniger leistungshungriger KI verfolgt man seit einiger Zeit auch auf technischen Wegen mit neuromorpher Hardware; die CLB hat bereits vor 10 Jahren darüber berichtet [1]. Nun kommen weitere Entwicklungen hinzu, die allein für sich betrachtet bemerkenswert sind, in Kombination mit anderen neuen Wegen aber besonderen Leistungszuwachs versprechen. Dazu gehören photonische integrierte Schaltungen. Sie sind auf dem Sprung hin in die breitere technische Anwendung.

 Von Mikroben geobacter (orange) geerntete Protein-Nanodrähte (grün) ermöglichen es dem elektronischen Memristor (silbern), mit biologischen Spannungen zu arbeiten und die neuronalen Komponenten (blaue Übergänge) in einem Gehirn zu emulieren (Abb.: UMass Amherst / Yao Labors).

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