Die 2025er MemrisTec Summer School bringt interessierte Studierende und Forschende an der Universität Sevilla sowie dem Mikroelektronik-Institut von Sevilla IMSE-cnm zusammen.
Autor: MemrisTec
Wissenschaft kennt kein Geschlecht, und wir glauben, dass vielfältige Perspektiven für die Förderung von Innovationen und die Lösung der dringendsten Herausforderungen der Welt unerlässlich sind. MemrisTec hat es sich zur Aufgabe gemacht, Wissenschaftler:innen aller Geschlechter die Möglichkeit zu geben, zu forschen, zu lernen und die Zukunft der Informatik zu gestalten.
💡 An alle jungen Frauen da draußen, die von einer Karriere im Bereich STEAM träumen: Ihr gehört in die Wissenschaft, und eure Beiträge werden die Welt verändern.
Lassen Sie uns gemeinsam dafür sorgen, dass jedes Mädchen weiß, dass sie eine Wissenschaftlerin, eine Innovatorin und eine Führungspersönlichkeit auf ihrem Gebiet sein kann. 🌱✨
Viele Akteure des Schwerpunktprogramms MemrisTec besuchten die 7th International Conference on Memristive Materials, Devices & Systems (MEMRISYS 2024), die in Seoul (Korea) vom 10. bis 13. November 2024 stattfand.
Einen besonderen Erfolg gab es mit dem Best Poster Award für Richard Schroedter, der das Poster „An ErMnO3 memristive spiking neuristor“ präsentierte. Zum Team der Co-Author:innen gehören Ahmet Şamil Demirkol, Rong Wu, Catherine Dubourdieu und Ronald Tetzlaff.
Die MemrisTec-Mitglieder Ilia Valov und John Paul Strachan (beide vom FZ Jülich) wurden von der Nature-Redaktion ausgewählt, auf der zweiten Nature Conference on Neuromorphic Computing im Shangri-La Beijing, China, vom 13. Oktober 2024 bis 16. Oktober 2024 zu sprechen.
5 Jahre nach der 1. Konferenz werden sie mit einem interdisziplinären Publikum darüber diskutieren, wie man effizientere und intelligentere Rechensysteme schaffen kann. Unter den weiteren Referenten ist auch ein Mitglied des MemrisTec International Advisory Committee, Wei Lu von der University of Michigan, USA.
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MemrisTec auf der ICNCE2024
MemrisTec auf der ICNCE2024 in Aachen
Zahlreiche MemrisTec-Wissenschaftler folgten der Einladung der Kollegen in Aachen und Jülich zur ICNCE2024, der International Conference on Neuromorphic Computing and Engineering in Aachen. Vom 3. bis 6. Juni tauschten sich Teilnehmende aus den Disziplinen Neurowissenschaften & Hirnforschung, Elektrotechnik & Materialphysik sowie Informatik & KI-Forschung über ihr Verständnis des Gehirns und hirninspirierte Technologien wie künstliche Synapsen mit memristiven Bauelementen aus.
Das Schwerpunktprogramm MemrisTec wurde mit einem Poster vorgestellt, das einen Überblick über die 16 Projekte und die Koordinierungsmaßnahmen gab.
Weitere Eindrücke
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Girls’Day am 25.04.2024
Wir möchten uns bei allen bedanken, die an unserem Girls’Day 2024 teilgenommen haben! Dr. Carsten Knoll leitete eine fesselnde praktische Sitzung, in der er den Schülerinnen künstliche Intelligenz durch Objekterkennung mithilfe von Minicomputern nahebrachte. Der Enthusiasmus und die Neugierde der jungen Mädchen waren wirklich inspirierend. Wir hoffen, dass die Teilnehmerinnen diese Erfahrung genossen und einige wertvolle Erkenntnisse gewonnen haben, die sie auf ihrem wissenschaftlichen Weg umsetzen können. Außerdem freuen wir uns auf weitere erfolgreiche Girl’s Day-Veranstaltungen in der Zukunft.
Die Auszeichnung für die beste Präsentation auf dem Workshop MemrisTec2024 erhielten die Nachwuchswissenschaftler vom Projekt MemTDE (Memristiver Zeitabstandskodierer): Johannes Hellwig und Dimitris Spithouris vom Peter-Grünberg-Institut 7 am Forschungszentrum Jülich als auch Hugh Greatorex vom CogniGron an der Universität Groningen in den Niederlanden wurden von der Jury aus dem MemrisTec Board hinsichtlich ihrer Präsentationsfähigkeiten am besten bewertet.
Der jährliche Workshop des Schwerpunktprogramms MemrisTec fand in diesem Jahr in Nürnberg an der FAU Erlangen-Nürnberg statt. Gastgeber war Prof. Dr. Dietmar Fey. Ort und Zeitpunkt des Workshops wurden gezielt gewählt um auch Demonstratoren, die in der ersten Förderphase entstanden sind, auf der Messe embedded world vorzustellen.
Dem MemTDE-Projektteam wünschen wir weiterhin alles Gute!
Spitzeninnovationen auf der Embedded World Messe in Nürnberg vorgestellt
Die embedded world, die führende internationale Fachmesse für eingebettete Systeme, ging eben zu Ende. Zu den Ausstellern gehörte auch MemrisTec, das Forschungsprogramm, das sich der Entwicklung von memristiven Geräten für intelligente technische Systeme widmet. Unser Stand 5-140 auf der Messe erwies sich als Ziel für Branchenprofis und Technologiebegeisterte gleichermaßen.
ReLoFeMris Simulator
Ende der 1960er Jahre schuf Leon Chua den Begriff Memristor, ein Kunstwort aus den Worten Speicher (engl.: Memory) und Widerstand (engl.: Resistor). Gemäß Chua‘s Schaltungstheorie fallen darunter alle Bauelemente, die in ihrem Strom-/Spannungsverlauf durch den Ursprungspunkt des Koordinatensystems verlaufen und dadurch im Gegensatz zu anderen nichtflüchtigen Speicherelementen, wie beispielsweise Ferritkernspeicher, eine gequetschte Hysteresekurve aufweisen. Wie bei allen nichtflüchtigen Speicherelementen geht der im Memristor gespeicherte Zustand auch nach dem Ausschalten der Betriebsspannung nicht verloren.
Zu dieser Klasse von memristiven Bauelementen gehören neben den bekannteren Elementen, wie resistiven ReRAMs (ReRAMs), Phasenwechsel-Speicher (PCMs), Spin-torque-Transfer Magnetresistiven RAMs (STT-MRAM) auch sog. ferroelektrische Tunnelsperrschicht Bauelemente (Ferroelectric Tunnel Junctions – FTJs). Letztere besitzen gegenüber den anderen genannten Varianten den großen Vorteil extrem niedriger Ausleseströme zu erzeugen.
Diesen Vorteil kann man für den Aufbau von eingebetteten KI-Architekturen auf der Basis des sog. Hyperdimensional Computing (HDC) nutzen, die eine Art Alternative zu tiefen neuronalen Netzen darstellen. In HDC-Systemen wird Information, z.B. gegeben in Form von einzelnen Vektoren, verteilt in den Einträgen eines sehr großen Vektors, genannt Hypervektor, gespeichert. Mit solchen HDC-Systemen lassen sich z.B. EMG-Signale analysieren, um damit Handgesten zu erkennen. Wichtig ist eine große Zahl von z.B. binären Einträgen in den Vektoren.
Diese werden z.B. in Matrix-förmigen Crossbarstrukturen abgespeichert. Dabei muss unter Umständen bei der Erkennung einer Geste eine große Zahl an Elementen in einer Spalte parallel ausgelesen und aufsummiert werden. Damit die Ströme nicht zu groß werden, ist es ratsam wenn die ausgelesenen Elemente nur geringe Ströme produzieren und genau dies ist bei den FTJs der Fall.
Um mit FTJs zukünftig zu realisierende Crossbarstrukturen in hochintegrierten Mixed-signal-Chips aufzubauen, müssen vorab Rechnerarchitekturstudien durchgeführt werden. Dies erlaubt die Crossbarstrukturen besser qualitativ und quantitativ zu bewerten. Ein Mittel dafür ist die Simulation.
Aus diesem Grund wird an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Schwerpunktprogramms Memristec (DFG SPP 2262) das Projekt „ReLoFemRis – Reconfigurable Logic and Multi-bit in-memory processing with ferroelectric memristors“ gefördert. In ReLoFemRis wurde in den letzten Jahren allgemein die Adaption von FTJs für Computerarchitekturen erforscht und dafür ein Bauelemente- und Architektursimulator in SystemC entwickelt.
Dieser Simulator wurde am Stand vorgestellt. Es wurde demonstriert, wie eine entsprechende Architektur für die Handgestenerkennung genutzt werden kann.
AiML Demonstrator
Die Artificial Intelligence Memristive Logic (AiML)-Technologie ist ein bahnbrechendes Memristor-basiertes Computing-in-Memory (CIM)-Startup, das für Edge-KI-Anwendungen maßgeschneidert ist. Durch memristive Arrays speichert sie nicht nur KI-Modellgewichte direkt auf dem Chip, sondern führt auch die Matrix-Matrix-Multiplikationen durch. In der Embedded-Welt von 2024 wird der AiML-Demonstrator Bildklassifizierungsfähigkeiten mit bemerkenswerter Effizienz und extrem niedrigem Stromverbrauch zeigen, die speziell auf Edge-KI-Einsätze zugeschnitten sind.
MEMMEA Emulator
Mit dem ausgestellten Emulator lassen sich mit einem robusten, leicht zu modifizierendem System die elektrischen Eigenschaften des zukünftigen integrierten Chips charakterisieren und biologische Proben vermessen, so dass wir verschiedene Parametrierungen testen und die Interaktion der verwendeten Signalverarbeitung mit realen Nervengewebe untersuchen können.
Der Emulator verwendet neben mit diskreten Bauelementen bestückten Leiterplatten nur ein handelsübliches passives „Multi-Electrode-Array“ (MEA) und ein einfaches passives „Memrisive-Array“ (MEMA), welches auf einen blanken Standardwaver (mit SiO2 Beschichtung) prozessiert wird.
Impressionen
Die 2024er MemrisTec Summer School bringt interessierte Studierende und Forschende am CogniGron der Universität Groningen in den Niederlanden zusammen.
Gastgeber des 2024er Austauschworkshops des Schwerpunktprogramms MemrisTec ist die Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg mit der Professur Computerarchitektur unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dietmar Fey.
Der finale Workshop der Förderphase I wird mit den Ergebnispräsentationen der schon laufenden Projekte gleichzeitig die Förderphase II initiieren und einen Ausblick auf die Vorhaben der nächsten Jahre bieten.
MemrisTec2024 wird vom 9. bis 12. April 2024 stattfinden und den Teilnehmenden ermöglichen, die Messe embedded world zu erleben, auf der MemrisTec auch mit einem Stand (Halle 5, Stand 5.140) und mehreren Demonstratoren vertreten ist.