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

Электрический сноуборд Электрический сноуборд

Настало время познакомиться с модным зеленым сноубордом ELIQ на электротяге

Популярная механика
Как Иоанна Ангеликус была Папой Римским, пока не родила во время крестного хода Как Иоанна Ангеликус была Папой Римским, пока не родила во время крестного хода

Больше двух лет на папском престоле сидела женщина

Cosmopolitan
Билет в один конец Билет в один конец

Илон Маск мечтает умереть на Марсе, и он по-своему прав

Популярная механика
C переменным успехом C переменным успехом

Как стилист и блогер Рената Харькова решила стать адептом виртуальной моды

Vogue
Ностальгия по настоящему Ностальгия по настоящему

О феномене церемонии «Сделано в России» размышляет Сергей Николаевич

СНОБ
Богатство выбора: что не так с новым исследованием неравенства в мире и в России Богатство выбора: что не так с новым исследованием неравенства в мире и в России

Обновленная база данных о ситуации с неравенством в современном мире

Forbes
Hard & soft skills: зачем нужны и как развивать Hard & soft skills: зачем нужны и как развивать

Как непрерывно развивать и прокачивать жесткие и мягкие навыки?

Популярная механика
Машина времени: 8 самых старинных отелей мира, в которых ты можешь остановиться прямо сейчас Машина времени: 8 самых старинных отелей мира, в которых ты можешь остановиться прямо сейчас

Старинные отели мира от Кейптауна до Львова

Playboy
Сирийско-российская подводная археология Сирийско-российская подводная археология

Пять тысячелетий ближневосточной жизни — под водой

Наука
Немецкие физики сообщили о возможном открытии тетранейтрона Немецкие физики сообщили о возможном открытии тетранейтрона

Группа физиков сообщила об обнаружении частицы, состоящей из четырех нейтронов

N+1
«Муж заразил меня ВИЧ»: я научилась жить с диагнозом и совершенно счастлива «Муж заразил меня ВИЧ»: я научилась жить с диагнозом и совершенно счастлива

История Анны Тарасовой: как справиться с осознанием, что у тебя ВИЧ

Cosmopolitan
Миллион на любимом деле: как я в декрете и без образования создала бизнес Миллион на любимом деле: как я в декрете и без образования создала бизнес

Иногда хобби можно превратить в прибыльный бизнес

Cosmopolitan
Вплоть до снятия с учета: ГИБДД жестко отреагировала на уловку водителей Вплоть до снятия с учета: ГИБДД жестко отреагировала на уловку водителей

Установка двойных стекол в машине – штраф

РБК
Fast Company опубликовало четыре самые обнадеживающие технологии года Fast Company опубликовало четыре самые обнадеживающие технологии года

Fast Company собрало несколько перспективных технологических направлений

Inc.
Дожить до ручки Дожить до ручки

Борис Филановский о новых перьях и старых играх

Weekend
Почему мы все так любим Почему мы все так любим

"Возвращение в Хогвартс" — специальный эпизод к 20-летию первого фильма

Esquire
60 м² 60 м²

Основатели бюро ToTaste решили оставить в квартире открытую кирпичную кладку

AD
Леонид Роберман. Авантюрист Леонид Роберман. Авантюрист

Отношения продюсера и актеров — самое ценное и дорогое, что может быть

Коллекция. Караван историй
Композит на основе древесины зарядил аккумулятор через мышцы Композит на основе древесины зарядил аккумулятор через мышцы

Разработан пьезоэлектрический материал для ультразвуковых зарядных устройств

N+1
Касторовое масло: применение, польза, научные данные Касторовое масло: применение, польза, научные данные

Чем полезно касторовое масло и как действует на организм?

РБК
Самые красивые автомобили: американский Stutz Самые красивые автомобили: американский Stutz

Американская марка Stutz пережила два рождения

Популярная механика
Гликемический индекс продуктов: что это и на что он влияет Гликемический индекс продуктов: что это и на что он влияет

Почему ориентироваться на гликемический индекс нужно с большой осторожностью

РБК
Апокалипсис в раю Апокалипсис в раю

Извержение Кумбре-Вьехи: что (и почему) случилось на канарском острове Ла-Пальма

N+1
«Красота и Уродство» – альбом, в котором вы точно найдете что-то свое «Красота и Уродство» – альбом, в котором вы точно найдете что-то свое

Разбираем новый релиз Oxxxymiron, который, кажется, пытается угодить всем

GQ
Автор подкаста Автор подкаста

Секс с близнецами — предельная фантазия или рецепт неудачи?

Playboy
Что надо знать о кефирной диете. Мнение врача Что надо знать о кефирной диете. Мнение врача

Почему многие предпочитают кефирную диету?

РБК
Острова открытий Острова открытий

Как спланировать свою поездку на Сахалин, где побывать и что посмотреть?

Отдых в России
Юля Беретта: «Я притягиваю только умных и интересных людей» Юля Беретта: «Я притягиваю только умных и интересных людей»

Юлия Беретта накануне выхода ее нового альбома о личном и профессиональном

Maxim
«У владельцев есть искушение превратить компании в кеш-машину» «У владельцев есть искушение превратить компании в кеш-машину»

Почему Forbes выбрал первого вице-премьера Андрея Белоусова регулятором года?

Forbes
Спасти Джорджа Флойда, или 5 компьютерных игр со странным сюжетом Спасти Джорджа Флойда, или 5 компьютерных игр со странным сюжетом

Кринжовые игры, от которых невозможно оторваться

Playboy
Открыть в приложении