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Thema der Woche|Neuromorphes Computing www markttechnik de Nr 21 2022 22 Interview mit Prof Philipp Pirro Wie Spin-Wellen das Gehirn nachbilden Prof Philipp Pirro von der Universität Kaiserslautern ist überzeugt dass Spin-Wellen sich hervorragend eignen um neuromorphe Computer zu realisieren Wie das funktioniert und wo die Vorteile liegen erklärt er im Interview im Markt Technik Markt Technik Sie wollen Spin-Wellen nutzen um einen neuromorphen Computer zu bauen Das klingt zunächst einmal sehr exotisch Derzeit wird viel auf dem Gebiet der Memristoren geforscht um neuromorphe Computer auf Basis einer Hardware zu realisieren die dem biologischen Vorbild näherkommt als die Simulation auf herkömmlichen digitalen Prozessoren Warum setzen Sie auf Spin-Wellen? Prof Philipp Pirro Es kommt darauf an die enorme Komplexität des Gehirns mit seinen 100 Mrd Nervenzellen und deren Verknüpfungen nachzubilden Die Neuronen sind mit Synapsen verbunden im Gehirn funktioniert das dreidimensional Auf Basis von Memristoren müssten viele verschiedene Schichten übereinandergelegt werden um auch nur annähernd hohe Komplexitäten erreichen zu können Das wäre produktionstechnisch viel zu teuer Sie setzen also auf ein ganz anderes Rechenprinzip? Wir setzen auf ein anderes Prinzip wobei ich vorausschicken möchte dass es sich hier um reine Grundlagenforschung handelt Gerade die grundlegenden Probleme wollen wir prinzipiell lösen und sind weit vom praktischen Einsatz entfernt Wenn wir unsere Aufgaben bewältigt haben können langsam die Ingenieure übernehmen um das Ganze in die Nähe praktischer Anwendungen zu überführen Unser Prinzip beruht darauf die Neuronen nicht über unzählige Leitungen verbinden zu müssen was einfacher aufgebaute neuromorphe Computer verspricht die weniger Leistung aufnehmen und kostengünstiger zu fertigen sind als alles was derzeit erhältlich ist Im Gegensatz zu den herkömmlichen Methoden benutzen Sie statt Transistoren Oszillatoren Warum ist das besser? Ja wir machen uns die Synchronisationseffekte zwischen Oszillatoren zu Nutze Die Idee Computer auf Basis von Oszillatoren zu bauen ist an sich nichts Neues Schon John von Neumann auf dessen klassischen Architektur praktisch alle heutigen Computer aufbauen hatte sich gegen Ende seines Lebens damit beschäftigt und ein entsprechendes Konzept entwickelt Allerdings hat er auf Basis der Oszillatoren eine binäre Logik abgebildet was sogar in Professor Dr Philipp Pirro TU Kaiserslautern „ Wir übertragen das Konzept der Spin-Wellen auf das neuromorphe Computing Unsere Nano-Oszillatoren übernehmen dabei die Rolle der Neuronen die Spin-Wellen die Rolle der Synapsen Der enorme Vorteil Die vielen einzelnen Leitungen die beispielsweise im Gehirn erforderlich sind fallen weg eine einzige genügt “ Bi ld k ra s9 9 st oc k ad ob e co m