Développement de neurones sensoriels artificiels à faible puissance et à haut rendement


Développement de neurones sensoriels artificiels à faible puissance et à haut rendement

Distinguer l’infection au COVID-19 par l’apprentissage d’images à partir de radiographies thoraciques. Crédit photo : Institut coréen des sciences et technologies

Actuellement, les services d’IA se répandent rapidement dans la vie quotidienne et dans toutes les industries. Ces services sont rendus possibles en connectant des centres d’IA et des terminaux tels que des appareils mobiles, des PC, etc. Cependant, cette méthode augmente la charge sur l’environnement, car une grande quantité d’électricité est consommée non seulement pour piloter le système d’IA, mais également pour la transmission de données. En temps de guerre ou de catastrophe, il peut devenir inutilisable en raison de pannes de courant et de réseau, dont les conséquences peuvent être encore plus graves lorsqu’il s’agit d’un service d’IA dans la vie et la sécurité. En tant que technologie d’intelligence artificielle de nouvelle génération capable de surmonter ces faiblesses, la technologie « in-sensor computing » à consommation et à haut qui imite le mécanisme de traitement de l’information du système nerveux humain attire l’attention.

L’Institut coréen des sciences et technologies (KIST, président Seok-Jin Yoon) a annoncé que son équipe dirigée par le Dr. Suyoun Lee (Center for Neuromorphic Engineering) a réussi à développer des « neurones sensoriels artificiels » qui seront la clé de l’application pratique de l’informatique dans les capteurs. Les neurones affinent de vastes stimuli externes (reçus par les organes sensoriels tels que les yeux, le nez, la bouche, les oreilles et la peau) en pics d’informations ; et jouent donc un rôle important en permettant au cerveau d’intégrer rapidement et d’effectuer avec peu d’énergie des tâches complexes telles que la cognition, l’apprentissage, le raisonnement, la prédiction et le jugement.

Le commutateur de seuil ovonique (OTS) est un dispositif de commutation à deux bornes qui maintient un état de résistance élevée (10-100 MΩ) en dessous de la tension de commutation et présente une chute de résistance importante au-dessus de la tension de commutation. Dans une étude précédente, l’équipe a développé un dispositif neuronal artificiel qui imite l’action des neurones (intégration et activation) qui génère un signal de pointe lorsque le signal d’entrée dépasse une certaine intensité.

Développement de neurones sensoriels artificiels à faible puissance et à haut rendement

Le dispositif 3T-OTS fournit une plate-forme pour le de neurones sensoriels artificiels qui génèrent des pointes qui répondent aux stimuli externes. Crédit photo : Institut coréen des sciences et technologies

Cette étude, publiée dans nano-lettres, présente un dispositif ovonique à trois bornes Threshold Switch (3T-OTS) qui peut contrôler la tension de commutation pour simuler le comportement des neurones et trouver et extraire rapidement des modèles parmi de vastes quantités de données entrées dans les organes sensoriels. En connectant un capteur à la troisième électrode du dispositif 3T-OTS qui convertit les stimuli externes en tension, il a été possible de réaliser un dispositif neuronal sensoriel qui modifie les modèles de pointe en fonction des stimuli externes.

L’équipe de recherche a réussi à réaliser un dispositif neuronal visuel artificiel qui imite la méthode de traitement de l’information des organes sensoriels humains en combinant un 3T-OTS et une photodiode. De plus, en connectant un dispositif neuronal visuel artificiel à un réseau neuronal artificiel qui imite le centre visuel du cerveau, l’équipe a pu détecter les infections au COVID-19 avec une précision d’environ 86,5 % grâce à l’apprentissage d’images à partir des radiographies pulmonaires de la pneumonie virale.

docteur Suyoun Lee, directeur du KIST Center for Neuromorphic Engineering, a déclaré : « Ce dispositif neuronal sensoriel artificiel est une technologie de plate-forme qui peut mettre en œuvre divers dispositifs neuronaux sensoriels tels que la vue et le toucher en se connectant aux capteurs existants. C’est un élément de base crucial pour la technologie informatique dans les capteurs. »

Il a également expliqué l’importance de la recherche, qui « apportera une grande contribution à la résolution de divers problèmes sociaux liés à la vie et à la sécurité, tels que : B. Développer un système de diagnostic d’imagerie médicale qui peut diagnostiquer simultanément avec des examens et prédire les maladies cardiaques aiguës grâce à l’analyse des modèles de séries chronologiques du pouls et de la pression artérielle, et réaliser la capacité extrasensorielle de détecter les vibrations en dehors de la fréquence audible pour prévenir les accidents d’effondrement de bâtiments, les tremblements de terre, tsunami, etc.


Développement de transistors en neurofibres artificielles pouvant être implémentés dans des réseaux dendritiques


Plus d’information:
Hyejin Lee et al, Commutateur de seuil ovonique à trois bornes (3T-OTS) avec tension de seuil réglable pour les neurones sensoriels artificiels polyvalents, nano-lettres (2022). DOI : 10.1021/acs.nanolett.1c04125

Fourni par le National Research Council of Science & Technology

citation: Développement de neurones sensoriels artificiels à faible et à haute efficacité (8 avril 2022) Extrait le 8 avril 2022 de https://phys.org/news/2022-04-low-power-high-efficiency-artificial -sensory – neurones.html

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