ഓക്‌സ്‌ഫോര്‍ഡ്: ഒരു പാത്രത്തിലെ വെള്ളത്തിലെ ഓളങ്ങളെ ഉപയോഗിച്ച് വിവരങ്ങള്‍ പ്രോസസ് ചെയ്യുകയും അതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ റോബോട്ടിനെ തത്സമയം നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിച്ച് മലയാളി ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ഡോ. സി.കെ. സഫീറും സംഘവും. ഓക്‌സ്‌ഫോര്‍ഡ് സര്‍വകലാശാലയിലെ ഭൗതികശാസ്ത്ര വിഭാഗത്തില്‍ നടത്തിയ ഗവേഷണമാണ് കൃത്രിമബുദ്ധിയിലും റോബോട്ടിക്‌സിലും പുതിയ സാധ്യതകള്‍ക്ക് വഴിതുറക്കുന്നത്. ഗവേഷണഫലം അന്താരാഷ്ട്ര ശാസ്ത്ര ജേണലായ Nature Communications-ല്‍ സെപ്റ്റംബര്‍ 10ന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.
മനുഷ്യ മസ്തിഷ്‌കത്തിലെ ന്യൂറോണുകള്‍ പരസ്പരം പ്രവര്‍ത്തിച്ച് സങ്കീര്‍ണമായ വിവരങ്ങള്‍ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതില്‍നിന്നാണ് ഗവേഷകര്‍ ആശയം സ്വീകരിച്ചത്. സാധാരണ കംപ്യൂട്ടറുകളില്‍ വിവരങ്ങള്‍ പ്രോസസ് ചെയ്യുന്നതിന് പകരം, ഒരു ഭൗതിക സംവിധാനത്തിലെ സ്വാഭാവിക തരംഗങ്ങളുടെ ചലനവും പരസ്പര ഇടപെടലുകളും തന്നെ വിവരസംസ്‌കരണത്തിന് ഉപയോഗിക്കാമോ എന്നതായിരുന്നു ഗവേഷണത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ചോദ്യം.
വെള്ളത്തിലെ ഓളങ്ങള്‍ ‘കമ്പ്യൂട്ടറായി’
ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ലോഹപാത്രത്തില്‍ വെള്ളം നിറച്ചാണ് പരീക്ഷണം നടത്തിയത്. ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രിത ആക്ചുവേറ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച് വെള്ളത്തില്‍ തരംഗങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിച്ചു. വ്യത്യസ്ത തരംഗങ്ങള്‍ പരസ്പരം ഇടപെടുമ്പോള്‍ രൂപപ്പെടുന്ന സങ്കീര്‍ണമായ പാറ്റേണുകള്‍ വിവരങ്ങള്‍ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള മാധ്യമമായി ഉപയോഗിച്ചു. എല്‍ഇഡിയും ക്യാമറയും ഉള്‍പ്പെടെയുള്ള സംവിധാനങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ ഈ തരംഗ പാറ്റേണുകള്‍ തിരിച്ചറിഞ്ഞ് റോബോട്ടിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തിലേക്ക് മാറ്റുകയായിരുന്നു.
പരീക്ഷണത്തില്‍, റോബോട്ടിന് മുന്നിലുള്ള തടസ്സങ്ങളെ തിരിച്ചറിയുകയും അതനുസരിച്ച് ദിശ മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രവര്‍ത്തനം ഈ തരംഗാധിഷ്ഠിത സംവിധാനത്തിലൂടെ തത്സമയം സാധ്യമാക്കി. അതായത്, പരമ്പരാഗത രീതിയില്‍ ഒരു കംപ്യൂട്ടര്‍ ചിപ്പ് കണക്കുകൂട്ടി നല്‍കുന്ന തീരുമാനത്തിന് പകരം, ഭൗതിക തരംഗങ്ങളുടെ സ്വാഭാവിക ഇടപെടലുകള്‍ തന്നെ വിവരസംസ്‌കരണത്തില്‍ പങ്കെടുത്തു.
ഇത്തരത്തിലുള്ള രീതിയെ reservoir computing എന്നാണ് ഗവേഷകര്‍ വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്. സങ്കീര്‍ണമായ ഒരു ഭൗതിക സംവിധാനത്തിന്റെ സ്വാഭാവിക ചലനാത്മകത ഉപയോഗിച്ച് വിവരങ്ങളെ പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യുന്നതാണ് ഈ സമീപനം. ഔട്ട്‌പുട്ട് ഘട്ടത്തിലാണ് പ്രധാനമായും പരിശീലനം ആവശ്യമായി വരുന്നത്.
ചെലവ് കുറഞ്ഞ പരീക്ഷണം
ഈ ഗവേഷണത്തിന്റെ ശ്രദ്ധേയമായ മറ്റൊരു പ്രത്യേകത പരീക്ഷണ സംവിധാനത്തിന്റെ ലാളിത്യമാണ്. ലോഹപാത്രം, വെള്ളം, ചെറിയ മോട്ടോറുകള്‍, എല്‍ഇഡി, ക്യാമറ, നിയന്ത്രണ ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് തുടങ്ങിയ സാധാരണ ലഭ്യമായ ഘടകങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ് പരീക്ഷണ സംവിധാനം നിര്‍മിച്ചത്. അടിസ്ഥാന ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെ റോബോട്ടിക്‌സുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചുള്ള ഈ സമീപനം ചെലവേറിയതും സങ്കീര്‍ണവുമായ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്ക് പകരം വ്യത്യസ്തമായൊരു വഴിയാണ് മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നത്.
വെള്ളത്തില്‍നിന്ന് ഭാവിയിലെ എ.ഐ ചിപ്പുകളിലേക്ക്
വെള്ളത്തിലെ തരംഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള സംവിധാനം പ്രധാനമായും ആശയം പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്ന പരീക്ഷണമാണ്. ഭാവിയില്‍ ഇതേ തത്വം കൂടുതല്‍ ചെറുതും വേഗതയേറിയതുമായ സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് സംവിധാനങ്ങളില്‍ ഉപയോഗിക്കുകയാണ് ഗവേഷകരുടെ ലക്ഷ്യം.
ഇതിനായി കാന്തിക വസ്തുക്കളിലെ spin waves ഉപയോഗിച്ചുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിങ് സംവിധാനവും സംഘം സിമുലേഷനിലൂടെ പഠിച്ചു. ഏകദേശം ഒരു മൈക്രോമീറ്റര്‍ വ്യാസമുള്ള സ്പിന്‍-വേവ് റിസര്‍വറിനും റോബോട്ടിന്റെ തടസ്സതിരിച്ചറിയല്‍ പോലുള്ള പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ നിര്‍വഹിക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന് പഠനം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഭാവിയില്‍ കുറഞ്ഞ ഊര്‍ജ ഉപഭോഗമുള്ള ന്യൂറോമോര്‍ഫിക് എ.ഐ ഹാര്‍ഡ്‌വെയറുകള്‍ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇത് സഹായകമായേക്കാം.
ഡ്രോണുകള്‍, സ്വയംനിയന്ത്രിത വാഹനങ്ങള്‍, മറ്റ് സ്വയം പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന യന്ത്രങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവയില്‍ തത്സമയം തീരുമാനമെടുക്കാന്‍ കഴിയുന്ന ചെറുതും ഊര്‍ജക്ഷമവുമായ കംപ്യൂട്ടിങ് സംവിധാനങ്ങള്‍ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യതയാണ് ഗവേഷണം മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നത്.
ചിത്രം: സ്പെഷിൽ അറേജ്മെൻ്റ്
ഗവേഷണത്തിന് പേറ്റന്റ് നടപടിയും
ഡോ. സഫീര്‍ ചെനാട്ടുകുഴിയില്‍ നയിക്കുന്ന ഓക്‌സ്‌ഫോര്‍ഡിലെ Magnetism for Intelligent Devices (MIND) ഗവേഷക സംഘമാണ് പഠനം നടത്തിയത്. റോയല്‍ സൊസൈറ്റി യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി റിസര്‍ച്ച് ഫെല്ലോയായ ഡോ. സഫീര്‍ ഓക്‌സ്‌ഫോര്‍ഡ് ഫിസിക്‌സ് വിഭാഗത്തിലെ ഗവേഷകനാണ്. അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഗവേഷണ മേഖലകളില്‍ ബ്രെയിന്‍-ഇന്‍സ്‌പയേര്‍ഡ് കമ്പ്യൂട്ടിങ്ങും സ്പിന്‍ട്രോണിക്‌സും ഉള്‍പ്പെടുന്നു.
ഗവേഷണത്തിലൂടെ വികസിപ്പിച്ച കംപ്യൂട്ടിങ് ഹാര്‍ഡ്‌വെയറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഓക്‌സ്‌ഫോര്‍ഡ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഇന്നൊവേഷന്‍ പിന്തുണയോടെ പേറ്റന്റ് അപേക്ഷയും സമര്‍പ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഗവേഷണത്തെ ലബോറട്ടറിയില്‍നിന്ന് പ്രായോഗിക സാങ്കേതികവിദ്യയിലേക്ക് മാറ്റുന്നതിനുള്ള തുടക്കമായാണ് ഈ നടപടി കണക്കാക്കുന്നത്.
വെള്ളത്തിലെ ലളിതമായ ഓളങ്ങളില്‍നിന്ന് ഭാവിയിലെ അതിസൂക്ഷ്മ എ.ഐ ചിപ്പുകളിലേക്കുള്ള ആശയം വികസിപ്പിക്കാമെന്നതാണ് ഡോ. സഫീറും സംഘവും മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്ന പ്രധാന സാധ്യത. മനുഷ്യ മസ്തിഷ്‌കത്തിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍നിന്ന് പ്രചോദനം ഉള്‍ക്കൊണ്ട് ഭൗതിക പ്രതിഭാസങ്ങളെ തന്നെ വിവരസംസ്‌കരണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പുതിയ തലമുറ കമ്പ്യൂട്ടിങ്ങിലേക്കുള്ള ശ്രദ്ധേയമായ ചുവടുവയ്പ്പാണിത്.