Kami memberi tahu Anda siapa dan mengapa terlibat di dalamnya.
/ foto Paweł Czerwiński UnsplashApa itu chip neuromorfik
Ini adalah prosesor yang operasinya didasarkan pada prinsip-prinsip aksi otak manusia. Perangkat tersebut mensimulasikan kerja neuron dan prosesnya - akson dan dendrit - yang bertanggung jawab untuk transmisi dan persepsi data. Koneksi antara neuron terbentuk karena sinapsis - kontak khusus di mana sinyal listrik ditransmisikan.
Salah satu tugas perangkat neuromorfik adalah mempercepat pelatihan jaringan saraf konvolusional untuk pengenalan gambar. Sistem kecerdasan buatan berdasarkan teknologi ini tidak perlu mengakses repositori besar dengan data pelatihan melalui jaringan - semua informasi secara konstan terkandung dalam neuron buatan. Pendekatan ini memungkinkan untuk mengimplementasikan algoritma pembelajaran mesin secara lokal. Oleh karena itu, diharapkan chip neuromorfik akan menemukan aplikasi di perangkat seluler, gadget IoT, serta pusat data.
Mengapa insinyur terinspirasi oleh otak manusia
Insinyur yang terlibat dalam pengembangan chip neuromorfik (kita akan berbicara lebih banyak tentang mereka nanti), pertama-tama, perhatikan kemampuan komputasi otak manusia yang tinggi.
Menurut sejumlah penelitian, otak kita memiliki potensi kinerja satu exaflops. Superkomputer tradisional dengan kekuatan komputasi seperti itu masih sedang dikembangkan - mesin pertama diharapkan tidak lebih awal dari 2021 .
Pada saat yang sama, otak memiliki efisiensi energi yang sangat tinggi, yang merupakan faktor penting kedua bagi mereka yang terlibat dalam pengembangan sistem neuromorfik.
/ foto jesse orrico UnsplashTentu saja, sistem buatan memiliki keterbatasan yang signifikan. Jaringan saraf berbeda dari rekan biologis mereka dalam ketidakmampuan mereka untuk "mengingat" keterampilan masa lalu ketika mempelajari tugas baru. Algoritma yang dilatih untuk mengenali anjing tidak dapat membedakan antara manusia. Tetapi para ahli dari bidang ini berharap bahwa chip neuromorfik akan membuka peluang baru untuk melatih jaringan saraf multi-tasking dan memecahkan masalah serupa.
Chip neuromorfik pertama
Upaya pertama untuk membuat neuron buatan
dilakukan kembali pada tahun 60-an abad lalu. Kemudian salah satu penemu masa depan mikroprosesor
Ted Hoff (Ted Hoff), bersama dengan profesor Stanford Bernard Widrow (Bernard Widrow)
menciptakan jaringan saraf tingkat tunggal berdasarkan pada
memistors - resistor elektrokimia dengan fungsi memori. Diyakini bahwa perkembangan ini meletakkan dasar untuk rekayasa neuromorfik.
Pada tahun 80-an, insinyur
Carver Mead menyarankan menggunakan transistor sebagai komponen analog daripada switch digital. Pada tahun 90-an, sebuah tim yang dipimpin oleh Mead memperkenalkan sinaps buatan yang mampu menyimpan informasi untuk waktu yang lama, dan prosesor neuromorfik berbasis pada
transistor gerbang mengambang .
Pada saat yang sama, Presiden AS George W. Bush mengumumkan permulaan "
Dekade Otak " dan menyerukan untuk mensponsori program yang bertujuan mempelajari organ ini. Semua ini memberikan dorongan untuk pengembangan
neuroinformatika dan
neurobiologi komputasi dan mengarah pada penciptaan infrastruktur untuk studi lebih lanjut tentang topik tersebut.
Selama sepuluh tahun terakhir, pengetahuan manusia tentang kerja otak telah mencapai ketinggian baru. Sejak 2013, Swiss telah mengembangkan
Proyek Otak Manusia (HBP). Pada tahun yang sama, Amerika meluncurkan
BRAIN Initiative . Inisiatif ini memiliki dampak besar pada bidang sistem kecerdasan buatan dan telah menyebabkan munculnya teknologi neuromorfik baru.
Apa yang sedang dikembangkan saat ini
Saat ini, neurochip sedang dibuat di IBM. Kembali pada 2008, para insinyur perusahaan, dengan dukungan DARPA, mengambil bagian dalam program SyNAPSE, yang mengembangkan arsitektur komputer selain von Neumann. Selama tiga tahun, IBM berhasil mengembangkan inti dengan 256 neuron buatan (masing-masing memiliki 256 sinapsis). Tiga tahun kemudian, perusahaan itu memperkenalkan prosesor
TrueNorth , yang terdiri dari 4.096 inti seperti itu - lebih dari satu juta neuron. Dan sudah digunakan dalam tugas
pengenalan gerakan dan
pengenalan suara . Pengembang perusahaan mengatakan bahwa sistem komputasi berbasis TrueNorth akan dapat berhasil mensimulasikan otak kucing. Namun, sejumlah ahli
menganggap pernyataan seperti itu
sebagai pernyataan yang berlebihan.
Perusahaan IT besar lain yang mengembangkan sistem komputasi neuromorfik adalah Intel. Tahun lalu mereka memperkenalkan chip Loihi. Ini
berisi 128 inti neuromorfik, yang masing-masing mensimulasikan 1024 neuron. Anda dapat memprogram prosesor menggunakan API yang ditulis dengan Python. Salinan pertama dari perangkat ini telah dikirim ke pusat data beberapa universitas terkemuka untuk melakukan tes pada tugas nyata.
Berbicara tentang universitas, insinyur dari Universitas Manchester juga bekerja pada chip neuromorfik. Tahun lalu, mereka memperkenalkan arsitektur
SpiNNaker , yang terdiri dari
sejuta core yang mampu meniru operasi
seratus juta neuron . Instalasi ini menghabiskan 100 kW. Anda dapat memprogram komputer menggunakan
bahasa PyNN . Sampai saat ini, mesin ini digunakan untuk mensimulasikan proses yang terjadi di otak tikus.
Terlepas dari kemajuan beberapa tahun terakhir, kita dapat mengatakan bahwa zat besi neuromorfik berada pada tahap awal perkembangannya. Tugas-tugas yang diajukan sistem AI pada dasarnya terbatas pada pengenalan objek. Namun demikian, perwakilan dari industri TI yakin bahwa di masa depan, perangkat keras neuromorfik akan memungkinkan simulasi penuh dan membuka kemampuan komputasi yang sama sekali baru.
Apa yang kami tulis di blog kami: