Микрочипы постепенно приближаются к человеческому мозгу

НаукаHi-Tech

Искусственный интеллект и нейроморфные вычисления: второе дыхание

В 1950–1960 годах, когда первые компьютеры начали появляться в крупных компаниях, ученые пытались моделировать строение мозга с помощью алгоритмов искусственного интеллекта (ИИ). Но всерьез о возможностях ИИ заговорили только ближе к концу XX века, когда Гарри Каспаров в 1997 году проиграл в шахматы суперкомпьютеру IBM Big Blue.

Юлия Сандомирская, старший научный сотрудник в лаборатории нейроморфных вычислений Intel Labs

Компактная нейроморфная USB-система Kapoho Bay с 262 тыс. нейронов

Существенные изменения произошли в 2010х годах, когда ИИ на базе нейронных сетей обучили делать выводы на основе анализа данных после предвари тельной «тренировки». Сегодня такие системы применяются, например, для подсчета пассажиров в автобусе или фиксации номера автомобиля нарушителя ПДД. Даже смартфоны со временем обзавелись ИИ — например, для обработки изображений или видео.

Согласно прогнозам компании IDC, выручка глобального рынка технологий ИИ, включая программы, оборудование и услуги, по итогам 2021 года достигнет $327,5 млрд, и уже в 2024 году превысит $500 млрд. В России аналитики IDC оце нили рынок ИИ по итогам 2020 года в $291 млн.

Современные технологии ИИ прогрессируют с большой скоростью, но все еще значительно уступают «естественному» интеллекту: человеческий мозг универсальнее, лучше обучаем, более гибок в анализе и принятии решений на основе разрозненной и неполной информации, к тому же потребляет значительно меньше энергии.

Следующее поколение технологий ИИ, над которым, в частности, работа ют в Intel Labs (научно-исследовательское подразделение компании, которое изучает перспективные идеи работы с данными), будет использовать алгоритмы, более точно имитирующие работу биологического мозга, в том числе в части интерпретации (трактовки в правильном кон тексте) и автономной адаптации (улуч шенное представление данных без взаимодействия с внешней средой) для реагирования на непредвиденные ситуации и различные абстракции.

Нейроморфные вычисления на основе цифровых нейронов, применяемые для этих целей, довольно точно моделируют поведение своих биологических аналогов. Вместе с вероятностными алгоритмами обработки неопределенных и про тиворечивых данных они являются одним из наиболее перспективных вариантов развития ИИ. Сегодня нейроморфные вычисления все еще на стадии исследований, однако им предсказывают большое будущее. Например, по прогнозу iMicronews, только в США этот рынок ожидает рост с $69 млн в 2024 году до $5 млрд в 2029 году и $21,3 млрд к 2034 году.

Механизм работы нейроморфных вычислений

Сегодня для ускорения работы ИИ используются отдельные микросхемы или модули процессоров, чипы для глубокого машинного обучения или отдельных функций — например, для машинного зрения, а также видео карты, архитектура которых, в частности, справляется с параллельными вычислениями лучше центральных процессоров.

Все эти примеры далеки от нейроморфных вычислений, поскольку построены на традиционной последовательной вычислительной архитектуре фон Неймана с разделенным процессором и памятью. Ней роны мозга, в свою очередь, способны и хранить, и обрабатывать информацию.

Нейроморфные процессоры, создаваемые на стыке биологии, физики, математики, информатики и полупроводникового производства, строятся из привычных транзисторов, но с иной организацией архитектуры, подобно строению нейронов биологического мозга. По аналогии с биологическим образцом искусственный нейрон имеет один выход (аксон), сигнал с которого может поступать на большое количество входов других нейронов и тем самым изменять их состояние.

Искусственные нейроны объединяются по модели импульсных ней ронных (спайковых) сетей (Spiking neural network, SNN), особенно стью которых является передача данных с помощью разнесенных по времени коротких импульсов равной амплитуды, а не за счет меняю щихся по времени значений, как в нейросетях предыдущих поколе ний. Благодаря кодированию данных импульсами и временными промежутками между ними импульсные нейросети моделируют естественные процессы передачи сигналов, которые также управляют процессами обучения с динамическим переназначением синапсов между нейронами в ответ на стимулы.

Нейросеть класса SNN обеспечивает крайне высокую скорость и производительность, а ее структура может обучаться непосредственно во время работы. Она может обрабатывать динамические задачи — например, рас познавать запахи, речь или изображения в видеоряде. Многозадачность спайковых нейронных сетей позволяет обучать группы нейронов для решения различных проблем и осуществлять распознавание с предсказанием по неполным данным.

В настоящее время изучением вопросов применения импульсных нейросетей для моделирования функций мозга занимается множество науч ных групп и компаний во всем мире. Корпорация Intel вместе с экосистемой партнеров решает задачи в области нейроморфных вычислений комплексно — от фундаментальных теоретических разработок и создания алгоритмов до разработки и производства нейроморфных процес соров.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Побег с аэродрома Побег с аэродрома

Циклолеты – «летающие комбайны» – становятся экономичнее квадрокоптеров

Популярная механика
Вопрос имиджа: к чему приведет игнорирование связанных с распространением ИИ рисков Вопрос имиджа: к чему приведет игнорирование связанных с распространением ИИ рисков

Как решить проблему доверия к ИИ?

Forbes
Автобудущее Автобудущее

Мы находимся на пороге одних из самых быстрых перемен в работе транспорта

Популярная механика
На чем реально ездят звезды Голливуда? На чем реально ездят звезды Голливуда?

Люди, имеющие миллионы долларов, иногда покупают неожиданные автомобили

Maxim
Земля переезжает Земля переезжает

Когда Солнце начнет затухать, корабль «Земля» уже прибудет к новой звезде

Популярная механика
Модельный комплекс железа позволил изучить механизм процесса Габера — Боша Модельный комплекс железа позволил изучить механизм процесса Габера — Боша

Первый нитридный комплекс, выделяющий аммиак с высоким выходом

N+1
Земля. Прятки под мантией Земля. Прятки под мантией

Ядро Земли перестало вращаться, электромагнитное поле нашей планеты разрушается

Наука и жизнь
Авторские приседания и гадание по ногтям: чем стал биохакинг в современном мире Авторские приседания и гадание по ногтям: чем стал биохакинг в современном мире

Какое отношение биохакинг имеет к тренингам духовного развития?

Forbes
Когда врачи станут больше доверять ИИ при лечении больных Когда врачи станут больше доверять ИИ при лечении больных

Как изменится медицина, если начнет внедрять решения на основе ИИ?

Популярная механика
Свадьба под дулом пистолета: почему Гитлер женился на Еве Браун перед смертью? Свадьба под дулом пистолета: почему Гитлер женился на Еве Браун перед смертью?

Ева Браун была уверена, что станет женой Гитлера

Cosmopolitan
Экологичный Новый Год: как красиво упаковать подарки и не навредить природе Экологичный Новый Год: как красиво упаковать подарки и не навредить природе

Как красиво упаковать подарки без одноразовой оберточной бумаги и ленточек

Популярная механика
То, как вы ссоритесь, может многое рассказать о вашей паре То, как вы ссоритесь, может многое рассказать о вашей паре

Распространенные сценарии конфликтов в отношениях

Psychologies
Не просто цифра: как сказывается на отношениях разница в возрасте Не просто цифра: как сказывается на отношениях разница в возрасте

Разница в возрасте — это просто число, на которое можно не обращать внимания?

Cosmopolitan
Где слушать музыку онлайн: сравниваем сервисы Где слушать музыку онлайн: сравниваем сервисы

Мы изучили цены и условия подписок на самые популярные музыкальные сервисы

CHIP
«Окно» в культуру: зачем Аркадий Ротенберг тратит миллионы на оперное образование «Окно» в культуру: зачем Аркадий Ротенберг тратит миллионы на оперное образование

В театре «Новая опера» в саду «Эрмитаж» второй сезон открыто «Окно»

Forbes
Манифест российского виноделия: лидеры рейтинга лучших вин России Манифест российского виноделия: лидеры рейтинга лучших вин России

Forbes составил рейтинг российских вин. Топ-10 рейтинга — в нашей статье

Forbes
Грумеры боятся стричь пуделей: 5 интересных фактов о собачьих парикмахерах Грумеры боятся стричь пуделей: 5 интересных фактов о собачьих парикмахерах

Делимся некоторыми интересными фактами о работе грумеров

Популярная механика
Времени хватит Времени хватит

Лучшие бьюти-процедуры «на выход»

Добрые советы
Большой взрыв и внеземная жизнь: зачем запущен самый большой орбитальный телескоп Большой взрыв и внеземная жизнь: зачем запущен самый большой орбитальный телескоп

На орбиту отправился космический телескоп «Джеймс Уэбб»

Forbes
Психологи из Беркли назвали 13 книг, которые помогут избавиться от тревоги и стать продуктивнее Психологи из Беркли назвали 13 книг, которые помогут избавиться от тревоги и стать продуктивнее

13 книг, которые помогут стать более продуктивным и научат быть счастливее

Inc.
Не морковкой единой Не морковкой единой

6 витаминов, которые помогут поддержать и улучшить зрение

Лиза
Синий тигровый попугай Синий тигровый попугай

Но тут на нашем жизненном пути попался идеальный вариант: синий тигровый попугай

Weekend
Открытие сезона Открытие сезона

Зарина Догузова, руководитель Ростуризма, посетила с рабочим визитом Кузбасс

Отдых в России
56 м² 56 м²

Мария Катарьян деликатно подчеркнула в интерьере возраст дома

AD
Как понять, что в желчном пузыре камни: 5 симптомов, которые нельзя игнорировать Как понять, что в желчном пузыре камни: 5 симптомов, которые нельзя игнорировать

Как вовремя заметить, что с желчным пузырем что-то не так?

Cosmopolitan
Ученые исследовали гамма-вспышки, сопровождающие молнии в атмосфере Ученые исследовали гамма-вспышки, сопровождающие молнии в атмосфере

Ученые построили модель развития наземных гамма-вспышек

Популярная механика
16 лучших эфирных масел от простуды и заложенности носа. Как их использовать? 16 лучших эфирных масел от простуды и заложенности носа. Как их использовать?

Эфирные масла могут облегчить симптомы простуды

Cosmopolitan
Мотоцикл в качестве бонуса и зарплата $92 тысячи в год: как ИТ-компании в Индии привлекают таланты Мотоцикл в качестве бонуса и зарплата $92 тысячи в год: как ИТ-компании в Индии привлекают таланты

Почему Индия переживает крупнейший за восемь лет бум найма сотрудников

VC.RU
Как победить прокрастинацию в обучении Как победить прокрастинацию в обучении

Заядлых прокрастинаторов не пугают даже серьезные последствия их решений

Популярная механика
Время жизни нейтрона измерили с орбиты луны Время жизни нейтрона измерили с орбиты луны

Время жизни нейтрона с орбиты Луны совпало с результатами экспериментов на Земле

N+1
Открыть в приложении