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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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Spitzeninnovationen auf der Embedded World Messe in Nürnberg vorgestellt

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.

 

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Jetzt für die MemrisTec Summer School 2024 in Groningen anmelden!

Die 2024er MemrisTec Summer School bringt interessierte Studierende und Forschende am CogniGron der Universität Groningen in den Niederlanden zusammen.

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MemrisTec2024 Workshop 9.-12. April in Nürnberg

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.

Event-Seite für MemrisTec Mitglieder

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Review Colloquium zur 2. Phase von MemrisTec

Review Colloquium für die 2. Phase von MemrisTec

Eine Vielzahl von Projekten, die sich für das DFG-Schwerpunktprogramm 2262 „MemrisTec“ beworben haben, trafen sich in Dresden zu einer Postersession vor den Gutachtenden. Der Werner-Hartmann-Bau, so benannt nach dem sächsischen Mikroelektronik-Pionier, war Schauplatz für mehrstündige Diskussionen unter den Antragstellern und mit den Gutachtenden. Die offiziellen Ergebnisse der DFG werden für Ende November 2023 erwartet.

 

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MemrisTec auf 16. Embedded Talk in Erlangen

MemrisTec auf dem 16. Embedded Talk in Erlangen

Keynote Talks von Stefan Slesazeck (NaMLab) und Christian Hochberger (TU Darmstadt) zu  nichtflüchtigen Speichern und Anwendungen gefolgt von einer Poster Session – das war der 16. Embedded Talk vom FAU ESI in Erlangen.

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MemrisTec auf 2. Jülich-Aachen Neuromorphic Computing Day

MemrisTec auf 2. Jülich-Aachen Neuromorphic Computing Day

Auf dem Neuromorphic Computing Day im Forschungszentrum Jülich konnten sich die interessierten Teilnehmenden am MemrisTec-Poster über die neun Projekte informieren. Nach einem inspirierenden Vortrag von Wolf Singer am Abend zuvor, gab es am 30. August den ganzen Tag lang vielfältige Vorträge von eingeladenen Politiker:innen, Industrievertretern und Forschern. In den Pausen konnten Demonstrationsstände und Poster besichtigt werden.

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Begutachtung 2. Förderperiode

Die DFG lädt alle Antragstellenden der zweiten Förderperiode des SPP 2262 MemrisTec zur Begutachtung am Mittwoch, 20. September 2023, an die TU Dresden ein.

Für Antragstellende, die schon am Dienstag, 19. September, in Dresden eintreffen, und sich treffen möchten, sind im Restaurant Sophienkeller Plätze auf Selbstkostenbasis reserviert.

Registrierung

Um die Organisation der Veranstaltung zu erleichten, insbesondere für die Catering-Bestellung, bitten wir um eine formlose Anmelde-E-Mail an memristec@tu-dresden.de mit der Nennung der Personen, die für Ihr Projekt anwesend sein werden – vielen Dank!

Programm

10:00 – 12:30 Poster Session im Werner-Hartmann-Bau, TU Dresden

Poster

Die vorhandenen Posterwände sind passend für DIN A0 (841×1189 mm) Poster im Hochformat oder Querformat. Für jeden Projektantrag ist nur eine Posterwandseite vorgesehen.

Adresse

Werner-Hartmann-Bau
Nöthnitzer Str. 66
01187 Dresden
Germany

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MemrisTec Filmabend – Picture a Scientist

Die Ungleichheit zwischen den Geschlechtern in einigen Wissenschaften ist ein bekanntes Phänomen, z.B. in den technischen Fächern in Deutschland. Um dies auszugleichen, bemühen sich verschiedene Aktivitäten der DFG und weiterer Institutionen darum, Frauen zu unterstützen, ein Studium dieser (z.B. MINT-) Fächer aufzunehmen und/oder in der Wissenschaft zu bleiben. Ein Ergebnis der MemrisTec-internen Diskussion hierzu war die Gründung eines MemrisTec-Frauennetzwerks, in dem geeignete Maßnahmen zur Förderung von Frauen diskutiert werden, auch mit einem begrenzten Budget.

Um speziell die Barrieren von Forscherinnen zu beleuchten und zu diskutieren, luden einige Personen aus dem MemrisTec Women Network Freunde zu einem Filmabend mit dem Dokumentarfilm „Picture a Scientist“ (2020, 93min) ein. Sie trafen sich in kleinen Gruppen in verschiedenen Städten und diskutierten nach dem Anschauen des Dokumentarfilms, wie man auf lokaler Ebene besser handeln kann, um die „leckende Pipeline“ zu schließen…

Grafik aus dem Film „Picture a Scientist“ (2020) mit vermutlich US-Daten ohne weitere Quellenangabe.
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Erkundung des Schnittpunkts von KI, Wissenschaft und Industrie mit Richard Socher und Dresdner KI-Expert:innen

Erkundung des Schnittpunkts von KI, Wissenschaft und Industrie mit Richard Socher und Dresdner KI-Expert:innen

Richard Socher, CEO von You.com, besuchte die TU Dresden am 11. Mai 2023. Nach einem inspirierenden Vortrag nahm er an einer Podiumsdiskussion mit anderen führenden wissenschaftlichen Expert:innen für natürliche Sprachverarbeitung teil. Die Veranstaltung befasste sich mit der Schnittstelle zwischen KI, Wissenschaft und Industrie, wobei der Schwerpunkt auf den neuesten Entwicklungen im Bereich der natürlichen Sprachverarbeitung und deren Auswirkungen auf verschiedene Sektoren lag. Richard Socher und die Diskussionsteilnehmenden erörterten den Einsatz von KI in Branchen wie dem Gesundheits-, Finanz- und Bildungswesen und gingen auf die ethischen Bedenken im Zusammenhang mit ihrer Anwendung ein. Das Gespräch bot wertvolle Einblicke in die Zukunft der KI und ihr Potenzial, verschiedene Branchen zu revolutionieren.

Vorlesung von Richard Socher

Podiumsdiskussion

  • Sunna Torge (TU Dresden, SCADS.AI, OpenGPT-X)
  • Anna Poetsch (TU Dresden, CMCB/MSNZ)
  • Richard Socher (you.com)
  • Oliver Guhr (Moderator, HTW Dresden)
  • Peter Steinbach (Moderator, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Helmholtz.AI)

Organisationsteam

  • Richard Schroedter (TU Dresden)
  • Christian Bruchatz (TU Dresden)
  • Steffen Seitz (TU Dresden)
  • Oliver Guhr (HTW Dresden)
  • Peter Steinbach (HZDR, Helmholtz.AI)

Wir danken dem Chief Office Technologietransfer und Internationalisierung, dem Chief Office Digitalisierung und Informationsmanagement, dem Dezernat Kommunikation und Marketing sowie dem Dezernat Studium und Weiterbildung für ihre Unterstützung bei der Veranstaltungsorganisation.

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