211service.com
Een door de hersenen geïnspireerde chip gaat de lucht in
Er is niet veel ruimte tussen je oren, maar wat erin zit kan veel dingen doen die een computer van dezelfde grootte nooit zou kunnen. Je hersenen zijn ook veel energiezuiniger in het visueel interpreteren van de wereld of het begrijpen van spraak dan welk computersysteem dan ook.
De chip die in het midden van dit kleine vliegtuig is gemonteerd, heeft 576 siliciumneuronen. De verbindingen tussen deze neuronen worden opnieuw bedraad als reactie op gegevens van de sensoren van de drone.
Dat is de reden waarom academische en bedrijfslaboratoria hebben geëxperimenteerd met neuromorfe chips die zijn gemodelleerd naar kenmerken die in de hersenen worden waargenomen. Deze chips hebben netwerken van neuronen die communiceren in stroompieken (zie Thinking in Silicon). Ze kunnen aanzienlijk energiezuiniger zijn dan conventionele chips, en sommige kunnen zichzelf zelfs automatisch herprogrammeren om nieuwe vaardigheden te leren.
Nu is een neuromorfische chip losgemaakt van de laboratoriumbank en getest in een klein dronevliegtuig dat minder dan 100 gram weegt.
In het experiment nam de prototypechip, met 576 siliciumneuronen, gegevens op van de optische, ultrasone en infraroodsensoren van het vliegtuig terwijl het tussen drie verschillende kamers vloog.
De eerste keer dat de drone in elke kamer werd gevlogen, veroorzaakte het unieke patroon van binnenkomende sensorgegevens van de muren, meubels en andere objecten een patroon van elektrische activiteit in de neuronen dat de chip nog nooit eerder had ervaren. Dat bracht het ertoe om te melden dat het zich in een nieuwe ruimte bevond, en zorgde er ook voor dat de manier waarop de neuronen die met elkaar verbonden waren, veranderde, in een grove nabootsing van leren in een echt brein. Die veranderingen betekenden dat het vaartuig de volgende keer dat het dezelfde kamer binnenkwam, het herkende en als zodanig signaleerde.
De betrokken chip is nog lang niet klaar voor gebruik in de praktijk, maar de test biedt empirische ondersteuning voor de ideeën die het onderzoek naar neuromorfische chips hebben gemotiveerd, zegt Narayan Srinivasa, hoofd van HRL's Centrum voor neurale en opkomende systemen . Dit toont aan dat het mogelijk is om letterlijk on-the-fly te leren, terwijl de afmetingen, het gewicht en het vermogen zeer strikt zijn, zegt hij.
De drone, op maat gemaakt voor de test door het drone-makerbedrijf Luchtvaart , gevestigd in Monrovia, Californië, is zes centimeter in het vierkant, 1,5 centimeter hoog en weegt slechts 93 gram, inclusief de batterij. De chip van HRL maakte slechts 18 gram uit van het gewicht van het vaartuig en gebruikte slechts 50 milliwatt aan vermogen. Dat zou lang niet genoeg zijn voor een conventionele computer om software te draaien die zou kunnen leren kamers te herkennen, zegt Srinivasa.
De vliegtest was een uitdaging die door het Pentagon-onderzoeksbureau DARPA is ingesteld als onderdeel van: een project waaronder het HRL, IBM en anderen heeft gefinancierd om aan neuromorfische chips te werken. Een van de redenen hiervoor is de hoop dat neuromorfische chips het voor militaire drones mogelijk zouden maken om video- en sensorgegevens voor zichzelf te begrijpen, in plaats van deze altijd naar de aarde te moeten stralen voor analyse door computers of mensen.
Prototypes gemaakt onder het DARPA-programma, zoals HRL's, hebben veelbelovende resultaten opgeleverd, maar er moet nog veel werk worden verzet voordat dergelijke technologie nuttig werk kan verrichten, zegt Vishal Saxena, een assistent-professor werken aan neuromorfe chips aan de Boise State University. De grootste uitdaging is het identificeren van de toepassingen en het ontwikkelen van robuuste algoritmen, zegt hij.
Onderzoekers worden ook geconfronteerd met een kip-en-ei-scenario, waarbij chips worden ontwikkeld zonder veel idee van welke algoritmen ze zullen gebruiken en algoritmen die worden geschreven zonder een duidelijk idee van welke chipontwerpen zullen worden vastgesteld. Tegelijkertijd ontdekken neurowetenschappers nog steeds nieuwe dingen over hoe netwerken van echte hersencellen werken aan informatie. Er is veel werk aan de winkel tussen circuit- en algoritme-experts en de neurowetenschappelijke gemeenschap, zegt Saxena.
Toch overwegen de eigenaren van HRL, GM en Boeing, al hoe ze de technologie kunnen commercialiseren, zegt Srinivasa. Een optie zou kunnen zijn om neuromorfische chips te gebruiken om een zekere mate van intelligentie in te bouwen in de sensoren die steeds vaker worden aangetroffen in auto's, vliegtuigen en andere systemen.