Было время, когда компьютеры и человеческий мозг существовали в параллельных вселенных, не имея возможности по-настоящему общаться друг с другом. Первые весьма эффективны в вычислениях, но слепы к сложности реального мира; второй — эволюционное чудо в интерпретации визуального хаоса, но ограниченное в чистой вычислительной мощности. Сегодня этот разрыв сокращается благодаря нейроморфному чипу. разработан в Университете RMIT. Это микроскопическое устройство не просто видит: оно интерпретирует и запоминает, как и наш мозг. Не полагаясь на внешние компьютеры, он обнаруживает движения, создает визуальные воспоминания и обрабатывает информацию с энергоэффективностью, которая затмевает традиционные цифровые системы.
В основе этой революции нейроморфных чипов лежит дисульфид молибдена, материал настолько тонкий, что кажется почти двумерным, но способный вести себя подобно нейронам в нашем мозге.
Структура искусственного мозга
Устройство использует радикально иной подход, чем традиционные системы. искусственное зрение. Вместо того чтобы захватывать и анализировать каждый отдельный кадр (что требует огромных вычислительных ресурсов), нейроморфный чип обнаруживает только существенные изменения в окружающей среде — этот процесс известен как «обнаружение границ».
Как объясняет профессор Сумит Валия, директор Центра оптоэлектронных материалов и датчиков Королевского технологического института:
«Это тестовое устройство имитирует способность человеческого глаза улавливать свет и способность мозга обрабатывать визуальную информацию».
Это позволяет вам мгновенно воспринимать изменения в окружающей среде и создавать воспоминания без потребления огромных объемов данных и энергии.
Технология основана на импульсные нейронные сети (SNN), которые функционируют как настоящие нейроны, активируясь посредством дискретных сигналов или «спайков». В основе устройства лежит дисульфид молибдена (MoS₂) — металлическое соединение с дефектами на атомном уровне, способное улавливать свет и преобразовывать его в электрические сигналы, подобно нейронам человеческого мозга.
Революционные приложения
Последствия этой технологии огромны и разрушительны. В автономные транспортные средстваСистемы технического зрения с нейроморфными чипами могут практически мгновенно обнаруживать изменения на сцене, обеспечивая немедленную реакцию, которая может спасти жизни.
Для продвинутой робототехникиэта технология предлагает возможность более естественного взаимодействия. «Для роботов, которые тесно сотрудничают с людьми на производстве или в качестве личных помощников, нейроморфная технология может обеспечить более естественное взаимодействие», — говорит Профессор Акрам Аль-Хурани, заместитель директора КОМАС и соавтор исследование опубликовано в журнале Advanced Materials Technologies.
Теперь команда масштабирует однопиксельный прототип для более широкого спектра устройств на основе MoS2 благодаря финансированию Австралийского исследовательского совета. Как сообщалось Австралийское производство, докторант Тиха Аунг, первый автор исследования, продемонстрировал, что атомарно тонкий MoS₂ может точно воспроизводить поведение нейрон «интегрируй и активируй», фундаментальный элемент импульсных нейронных сетей.
Будущее зрения и нейроморфных чипов
«Хотя наша система имитирует некоторые аспекты нейронной обработки мозга, особенно в зрении, это все еще упрощенная модель», — признает Валиа. Команда рассматривает свою работу как дополнение к традиционным вычислениям, а не как их замену. Традиционные системы отлично справляются со многими задачами, в то время как нейроморфная технология обеспечивает значительные преимущества в обработке визуальной информации, где решающее значение имеют энергоэффективность и работа в реальном времени.
Исследователи также изучают материалы, отличные от MoS₂, которые могли бы расширить возможности инфракрасного излучения, открывая новые возможности для мониторинга глобальных выбросов и интеллектуального обнаружения загрязняющих веществ, таких как токсичные газы, патогены и химические вещества.
Однажды эти более эффективные и действенные системы компьютерного зрения могут сделать традиционные технологии цифрового зрения устаревшими. Как мы предлагаем только в начале: это будет новая эра, в которой искусственный интеллект будет самостоятельно разрабатывать собственные нейронные чипы, ведя нас к творческому симбиозу человеческого разума и искусственного интеллекта.
