Как наука помогает строить более прочные пряничные домики и развивать энергоэффективные технологии ИИ
Миранда Шваке, аспирантка MIT, размышляла о том, как с помощью науки построить лучший пряничный домик. Она входит в группу Kitchen Matters, которая объясняет научные концепции с помощью еды и кухонных инструментов, создавая короткие видео и проводя мероприятия.
Два года назад, работая над видео о строительстве структурно прочного пряничного домика, Шваке изучала кулинарные книги в поисках фактора, который мог бы существенно повлиять на текстуру печенья. Она сосредоточилась на масле, которое содержит воду и при высоких температурах превращается в пар, создавая воздушные карманы в печенье. Шваке предположила, что уменьшение количества масла сделает пряничное тесто более плотным и прочным.
Исследование энергоэффективных технологий ИИ
То же любопытство относительно свойств и производительности материалов лежит в основе её исследований высоких энергозатрат на вычисления, особенно в области искусственного интеллекта. Шваке разрабатывает новые материалы и устройства для нейроморфных вычислений, которые имитируют работу мозга, обрабатывая и сохраняя информацию в одном месте.
Она изучает электрохимические ионные синапсы — крошечные устройства, которые можно «настраивать» для регулировки проводимости, подобно тому как нейроны усиливают или ослабляют связи в мозге. «Если посмотреть на обучение крупных моделей ИИ, это потребляет много энергии. А если сравнить это с количеством энергии, которое потребляем мы, люди, когда учимся, то окажется, что мозг расходует гораздо меньше энергии», — говорит Шваке.
«В мозге связи между нашими нейронами, называемые синапсами, — это место, где мы обрабатываем информацию. Передача сигнала происходит там же, где информация обрабатывается, программируется и хранится», — говорит Бильге Йылдыз, профессор MIT.
Научный путь Миранды Шваке
Дочь морского биолога и инженера-электрика, Шваке с детства была погружена в науку. В средней школе она участвовала в соревнованиях по робототехнике FIRST Lego League, а в старшей школе увлеклась материаловедением. Её интерес к этой области укрепился после участия в исследовательской программе с проектом по солнечным элементам, чувствительным к красителям.
После школы она поступила в Калтех, где изучала материаловедение, а затем продолжила исследования в MIT под руководством Бильге Йылдыз. Сейчас её докторская диссертация посвящена изучению того, как внедрение ионов магния в оксид вольфрама изменяет его электрическое сопротивление.
Общественная деятельность
Шваке также активно участвует в общественной жизни. В рамках Kitchen Matters она и её коллеги устраивают стенды на местных мероприятиях, объясняя научные концепции детям. Она также занимала должности социального председателя и казначея в Совете аспирантов по материалам (Graduate Materials Council).
Шваке считает умение общаться ключевым для построения научного сообщества и распространения идей. После получения докторской степени она планирует продолжить работу в академической среде, вдохновляя следующее поколение учёных и инженеров.