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Selbstlernender photonischer Computer

21.01.2013

Eine Gruppe von Physikern unter der Leitung von Daniel Brunner von der Universität der Balearen in Palma de Mallorca, Spanien, hat einen großen Schritt in Richtung der Entwicklung eines photonischen Computers getan, indem sie einen funktionierenden Prototyp eines solchen Computergeräts erstellt hat. Der photonische Computer von Brunner und seinen Kollegen basiert auf dem Prinzip sogenannter Rechenreservoirs. Solche Computer ähneln in ihrem Aufbau künstlichen oder natürlichen neuronalen Netzen und bestehen aus einzelnen Synapsenknoten. Jede solche "Nervenzelle" ist zufällig mit benachbarten Knoten verbunden und kann sich an ihre vorherigen Zustände erinnern.

Im Gegensatz zu herkömmlichen neuronalen Netzen kann das "Rechenreservoir" verschiedene Probleme lösen und kann leicht umprogrammiert werden, ohne die physische Struktur des Systems zu stören. Durch die Manipulation der Eigenschaften von Synapsen kann diese Maschine angepasst werden, um komplexe Rechenprobleme zu lösen, einschließlich Sprach- oder Bilderkennung. Der Prototyp von Brunner und seinen Kollegen ist ganz eigentümlich aufgebaut: Als Knotenpunkte des neuronalen Netzes fungieren Lichtportionen, die in streng bemessenen Abständen dieselbe Laserdiode aussenden. Diese Lichtanteile bewegen sich entlang des "Rings", in dessen Innerem die Eingangsdatenquelle aufgebaut ist - ein weiterer Laser, der dem Zyklus mit einem speziellen Modulator neue Informationen hinzufügt.

Um das Endergebnis des Computers zu bestimmen, messen andere Geräte die Strahlungsintensität in jedem Lichtanteil und wandeln sie in eine digitale Form um. Den Wissenschaftlern zufolge kann derselbe photonische Computer bei spezieller Abstimmung von Lasern und anderen Komponenten gleichzeitig mehrere Berechnungen durchführen, wodurch seine Leistung und Vielseitigkeit leicht gesteigert werden können.

Die Wissenschaftler stellten ihre Erfindung auf die Probe, indem sie einem Computer „beibrachten“, menschliche Sprache in Zahlen umzuwandeln und einige komplexe statistische Funktionen zu berechnen. Laut Physiker hat ihre Erfindung gut funktioniert - der Computer hat nur 0,01% der laut gesprochenen Zahlen falsch erkannt. Darüber hinaus hat das Gerät eine sehr hohe Leistung - in einer Sekunde "errät" es 300 Wörter, was ein Rekord für alle heute existierenden Computergeräte ist.

Bei der Berechnung von Statistiken bestätigte das Gerät seine Qualitäten - der photonische Computer führte über 13 Millionen statistische Operationen pro Sekunde durch und die Datenaustauschrate überstieg 1,1 Gigabyte pro Sekunde. Darüber hinaus hat dieses Modell eines photonischen Computers einen weiteren Vorteil gegenüber herkömmlichen Computern – einen geringen Stromverbrauch. Wie Brunner und seine Kollegen feststellten, verbraucht ihr Prototyp 200-mal weniger Energie, um ein Wort zu erkennen.

Es ist nicht zu erwarten, dass solche Lichtcomputer die moderne Siliziumelektronik vollständig ersetzen werden. Daher ist ihr Umfang äußerst begrenzt, und die darin enthaltenen Informationen werden in einer für die Verwendung äußerst unbequemen Form präsentiert. Nichtsdestotrotz werden solche Geräte in der Lage sein, klassische Computer in vielen spezialisierten Bereichen der Wissenschaft und Technik zu ersetzen, wo Hochgeschwindigkeits- und paralleles Rechnen erforderlich ist.

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Petgugu Global Katzenstreu 15.04.2024

Die Pflege von Haustieren kann oft eine Herausforderung sein, insbesondere wenn es darum geht, Ihr Zuhause sauber zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine neue interessante Lösung vorgestellt, die Katzenbesitzern das Leben erleichtert und ihnen hilft, ihr Zuhause perfekt sauber und ordentlich zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine einzigartige Katzentoilette vorgestellt, die den Kot automatisch ausspülen kann und so Ihr Zuhause sauber und frisch hält. Dieses innovative Gerät ist mit verschiedenen intelligenten Sensoren ausgestattet, die die Toilettenaktivität Ihres Haustieres überwachen und nach dem Gebrauch eine automatische Reinigung aktivieren. Das Gerät wird an die Kanalisation angeschlossen und sorgt für eine effiziente Abfallentsorgung, ohne dass der Eigentümer eingreifen muss. Darüber hinaus verfügt die Toilette über einen großen spülbaren Stauraum, was sie ideal für Haushalte mit mehreren Katzen macht. Die Petgugu-Katzentoilettenschüssel ist für die Verwendung mit wasserlöslicher Streu konzipiert und bietet eine Reihe zusätzlicher ... >>

Die Attraktivität fürsorglicher Männer 14.04.2024

Das Klischee, dass Frauen „böse Jungs“ bevorzugen, ist schon lange weit verbreitet. Jüngste Untersuchungen britischer Wissenschaftler der Monash University bieten jedoch eine neue Perspektive zu diesem Thema. Sie untersuchten, wie Frauen auf die emotionale Verantwortung und Hilfsbereitschaft von Männern reagierten. Die Ergebnisse der Studie könnten unser Verständnis darüber verändern, was Männer für Frauen attraktiv macht. Eine von Wissenschaftlern der Monash University durchgeführte Studie führt zu neuen Erkenntnissen über die Attraktivität von Männern für Frauen. Im Experiment wurden Frauen Fotos von Männern mit kurzen Geschichten über deren Verhalten in verschiedenen Situationen gezeigt, darunter auch über ihre Reaktion auf eine Begegnung mit einem Obdachlosen. Einige der Männer ignorierten den Obdachlosen, während andere ihm halfen, indem sie ihm beispielsweise Essen kauften. Eine Studie ergab, dass Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten, für Frauen attraktiver waren als Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten. ... >>

Elektronischer Helm für LKW-Fahrer 14.04.2024

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Antivitamine statt Antibiotika 13.04.2024

Das Problem der bakteriellen Resistenz gegen Antibiotika wird immer gravierender und stellt eine Gefahr für die wirksame Behandlung von Infektionen dar. Vor diesem Hintergrund suchen Forscher nach neuen Wegen zur Bekämpfung von Superbakterien. Eine vielversprechende Richtung ist der Einsatz von Antivitaminen, die antibakteriell wirken können. Obwohl Antivitamine als das Gegenteil von Vitaminen bekannt sind, haben sie sich als vielversprechendes Mittel im Kampf gegen bakterielle Antibiotikaresistenzen erwiesen. Eine von Wissenschaftlern der Universität Göttingen in Deutschland durchgeführte Studie bestätigte ihr Potenzial bei der Entwicklung neuer Medikamente zur Bekämpfung gefährlicher Infektionen. Angesichts der Zunahme antibiotikaresistenter Superbakterien besteht die Notwendigkeit, alternative Behandlungsmethoden zu finden. Antivitamine sind Moleküle, die den Vitaminen ähneln, aber die bakterielle Aktivität hemmen können, ohne den menschlichen Körper zu schädigen. Derzeit kennt die Wissenschaft nur drei Antivitamine: Rose ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Kommunikation mit Schläfern 01.03.2021

Neue wissenschaftliche Experimente haben die Fähigkeit demonstriert, einer Person in einem Klartraum Fragen zu stellen – und sogar die richtigen Antworten darauf zu erhalten.

Einige spezielle Techniken und mentale Zustände ermöglichen es Ihnen, luzide Träume zu erleben, in denen eine Person versteht, dass sie sich in einem Traum befindet, und sogar dessen Inhalt kontrollieren kann. Dies ist ein sehr merkwürdiges Phänomen, das völlig einzigartige Möglichkeiten zum Studium des Schlafs eröffnet. Wissenschaftler konnten zeigen, dass eine Verbindung zwischen einem Klarträumer und der realen Welt hergestellt werden kann.

Bisher blieben solche Kontakte einseitig: In einen luziden Traum eingetaucht, konnten Menschen dies mit Augenbewegungen mitteilen oder eine vorher vereinbarte Aufgabe ausführen. Doch neuerdings zeigt sich ein Zusammenhang in beide Richtungen: Die Menschen hörten die Fragen der Experimentatoren und beantworteten sie im Traum.

An der Arbeit waren mehrere Wissenschaftlerteams aus Europa und den Vereinigten Staaten unter der Leitung von Ken Paller (Ken Paller) von der American Northwestern University beteiligt. Sie experimentierten mit 35 Freiwilligen mit verschiedenen luziden Traumerfahrungen und einem anderen, der an Narkolepsie litt und aufgrund einer neurologischen Störung klar im Schlaf war.

Elektroden, die an Kopf, Wangen und in der Nähe der Augen angebracht wurden, ermöglichten es, den Beginn der REM-Schlafphase (paradox) zu registrieren, während der Träume kommen. Befehle wurden per Stimme an die Versuchspersonen übermittelt, Augenbewegungen und Gesichtsausdrücke dienten als Rückmeldung, die die Schläfer teilweise steuern konnten. Zum Beispiel wurden sie gebeten, sechs von acht abzuziehen – und die Probanden antworteten „zwei“, indem sie ihre Augen zweimal von links nach rechts bewegten.

In den meisten Fällen (etwa 60 Prozent) konnte kein Kontakt hergestellt werden. Bei 20 Prozent der Experimente waren die Antworten falsch oder unklar. Etwa 18 Prozent machten jedoch eine sichere und zuverlässige Kommunikation mit Schläfern aus. Außerdem erinnerten sie sich beim Aufwachen oft an das Erlebnis. Laut den Freiwilligen klangen die Fragen im Traum wie aus dem Off. Sie haben jedoch nicht immer genau wiedergegeben, was passiert ist, und manchmal haben sie die Fragen, die ihnen gestellt wurden, nicht genannt.

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