Le cerveau humain inspire la conception de puces capables de se reconnecter
Un nouveau matériel développé par des chercheurs de l’Université Purdue ouvre la voie à des réseaux de neurones artificiels pleinement fonctionnels
Bien que la technologie ait parcouru un long chemin, elle ne peut toujours pas rivaliser avec le corps humain lorsqu’il s’agit de certains types de performances.
Le cerveau humain, par exemple, peut s’adapter lorsqu’il apprend quelque chose de nouveau. L’intelligence artificielle, cependant, oublie généralement les informations qu’elle apprend.
Des chercheurs de Université Purdue essaient d’imprégner cette qualité dans l’IA à travers nouvelle recherche qui montre une manière Les puces informatiques pourraient se recâbler dynamiquement pour absorber de nouvelles données comme le fait le cerveau humain, ont-ils déclaré. Leur objectif est de construire un jour un cerveau humain sous la forme d’une puce, ce que leurs recherches ouvrent la voie, ont déclaré des chercheurs.
Ce travail peut finalement aider l’IA – qui gagne en sophistication en utilisant de plus en plus de données pour reconnaître des images, apprendre des langues et effectuer d’autres tâches complexes – à conserver ces données au fil du temps, ont-ils déclaré.
« Le cerveau des êtres vivants peut apprendre en permanence tout au long de leur vie », a déclaré Shriram Ramanathan, professeur à l’école d’ingénierie des matériaux de l’Université Purdue, spécialisé dans la découverte de la manière dont les matériaux pourraient imiter le cerveau pour améliorer l’informatique.. « Nous avons maintenant créé une plate-forme artificielle permettant aux machines d’apprendre tout au long de leur durée de vie. »
Technologie d’inspiration humaine
Le cerveau est peut-être le système informatique le plus complexe, le plus dynamique et le plus naturel au monde, formant de nouvelles connexions entre les neurones pour permettre l’apprentissage. Cependant, bien que les circuits sur les puces informatiques aient ouvert la voie à des avancées technologiques incroyables, ils n’ont pas changé au fil du temps.
C’est là que réside un problème pour faire fonctionner l’IA de manière autonome dans la technologie – comme les véhicules autonomes ou les robots – qui devraient prendre des décisions par eux-mêmes sans intervention humaine, ont déclaré les chercheurs.
Cependant, si l’IA pouvait être intégrée directement dans du matériel comme des puces au lieu de fonctionner sur des logiciels comme c’est le cas aujourd’hui, cela pourrait permettre à ces machines de fonctionner plus efficacement et plus dynamiquement, ont-ils déclaré.
À cette fin, Ramanathan et son équipe ont construit un nouveau matériel – un petit appareil rectangulaire fait d’un matériau appelé nickelate de pérovskite – qui peut être reprogrammé à la demande par des impulsions électriques.
Le nickelate de pérovskite est très sensible à l’hydrogène, ce qui signifie qu’en appliquant des impulsions électriques à différentes tensions, l’appareil peut brasser une concentration importante d’ions hydrogène en quelques nanosecondes. Ce mélange crée des états qui, selon les chercheurs, pourraient être mappés aux fonctions correspondantes dans le cerveau, a déclaré Ramanathan.
Lorsque l’appareil a plus d’hydrogène près de son centre, par exemple, il peut agir comme un neurone, qui est une cellule nerveuse unique trouvée dans le cerveau. Avec moins d’hydrogène à cet endroit, l’appareil sert de synapse ou de connexion entre les neurones, ce que le cerveau utilise pour stocker la mémoire dans des circuits neuronaux complexes.
En route vers les réseaux de neurones artificiels
« Si nous voulons construire un ordinateur ou une machine qui s’inspire du cerveau, alors en conséquence, nous voulons avoir la capacité de programmer, reprogrammer et changer la puce en continu », a expliqué Ramanathan.
En effet, en réalisant ce type d’adaptabilité dans un élément matériel, les chercheurs pourraient créer un appareil capable de traiter toutes les fonctions nécessaires pour construire un ordinateur inspiré du cerveau, a-t-il déclaré.
Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans la revue La science.
L’équipe Purdue a travaillé avec des collaborateurs de l’Université de Santa Clara et de l’Université d’État de Portland, qui ont créé des simulations des données expérimentales pour démontrer que la physique interne du matériel crée une structure dynamique pour un réseau neuronal artificiel, ont-ils déclaré.
L’équipe de Purdue a construit l’appareil, qui fonctionne à température ambiante, en utilisant des techniques de fabrication standard compatibles avec les semi-conducteurs. Pour cette raison, Ramanathan espère que ce modèle pourra facilement être adopté par l’industrie des semi-conducteurs.
À l’avenir, l’équipe prévoit de démontrer ces concepts sur des puces de test à grande échelle qui seraient finalement utilisées pour construire un ordinateur inspiré du cerveau, ont déclaré les chercheurs.
