Будущее наступило: как нейроморфные технологии могут изменить мир

Нейроморфные вычисления — область, применяющая принципы нейронаук к вычислительным системам, чтобы имитировать функции и структуру мозга, — нуждаются в расширении масштабов, если они хотят эффективно конкурировать с нынешними вычислительными методами.

Исследователи представили подробную дорожную карту того, как нейроморфные вычисления могут достичь этой цели.

Исследование предлагает новую практическую перспективу приближения к когнитивным возможностям человеческого мозга при сопоставимых форм-факторах и энергопотреблении.

Мы не ожидаем, что для масштабных нейроморфных систем будет создано универсальное решение, а скорее целый ряд нейроморфных аппаратных решений с различными характеристиками в зависимости от потребностей приложений, — заявляют авторы.

Разносторонние применения нейроморфных вычислений

Нейроморфные вычисления находят применение в научных вычислениях, искусственном интеллекте, дополненной и виртуальной реальности, носимых устройствах, умном сельском хозяйстве, умных городах и многом другом.

Нейроморфные чипы способны превзойти традиционные компьютеры по энергоэффективности, занимаемой площади и производительности. Это может дать существенные преимущества в различных областях, включая ИИ, здравоохранение и робототехнику.

Поскольку к 2026 году потребление электроэнергии ИИ, по прогнозам, удвоится, нейроморфные вычисления представляются перспективным решением.

Нейроморфные вычисления особенно актуальны сегодня, когда мы наблюдаем несостоятельное масштабирование энерго- и ресурсоемких систем ИИ, — говорит Герт Каувенбергс, заслуженный профессор кафедры биоинженерии Университета Сан-Диего имени Шу Чьен-Гена Лэя и один из соавторов статьи.

Нейроморфные вычисления переживают переломный момент, говорит Дхиреша Кудитипуди, заведующий кафедрой имени Роберта Ф. Макдермотта в Техасском университете Сан-Антонио и соавтор статьи.

Сейчас мы находимся на этапе, когда есть огромная возможность создать новые архитектуры и открытые фреймворки, которые могут быть использованы в коммерческих приложениях, — сказала она.

Я твердо убеждена, что тесное сотрудничество между промышленностью и научными кругами — это ключ к формированию будущего этой области.

Дальнейшее развитие нейроморфных систем

В прошлом году Каувенбергс и Кудитипуди получили грант в размере 4 миллионов долларов от Национального научного фонда для запуска проекта THOR: The Neuromorphic Commons, первой в своем роде исследовательской сети, предоставляющей доступ к открытому оборудованию и инструментам для нейроморфных вычислений в поддержку междисциплинарных и совместных исследований.

В 2022 году нейроморфный чип, разработанный командой под руководством Каувенбергса, показал, что эти чипы могут быть очень динамичными и универсальными без ущерба для точности и эффективности. Чип NeuRRAM выполняет вычисления непосредственно в памяти и может запускать различные приложения ИИ — и все это при меньших затратах энергии, чем потребляют вычислительные платформы для ИИ общего назначения.

Каувенбергс пояснил:

Наше исследование открывает перспективы для дальнейшего расширения нейроморфных систем ИИ на кремнии и новых чипах, чтобы приблизиться как к огромным масштабам, так и к чрезвычайной эффективности самообучающейся способности мозга млекопитающих.

Имитация активности в человеческом мозге

Авторы предлагают несколько ключевых характеристик, которые необходимо оптимизировать для достижения масштаба в нейроморфных вычислениях, включая разреженность, определяющую особенность человеческого мозга.

Мозг развивается путем формирования многочисленных нейронных связей (денсификация), а затем выборочного обрезания большинства из них. Эта стратегия оптимизирует пространственную эффективность, сохраняя информацию с высокой точностью.

В случае успешной эмуляции эта особенность может позволить создать нейроморфные системы, которые будут значительно более энергоэффективными и компактными.

Расширяемая масштабируемость и превосходная эффективность обусловлены массивным параллелизмом и иерархической структурой нейронного представления, — говорит Каувенбергс.

Кроме того, авторы призывают к более тесному сотрудничеству внутри научных кругов и между научными и промышленными кругами, а также к разработке более широкого спектра удобных языков программирования, чтобы снизить барьер для входа в эту область.

По их мнению, это будет способствовать расширению сотрудничества, особенно между дисциплинами и отраслями.

Ранее ученые объяснили уникальный интеллект Эйнштейна особенностями строения его мозга.

27.01.2025


Подписаться в Telegram



Net&IT

GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще

Международный облачный провайдер Serverspace, ...

«Смута» заговорит по-новому: финальное обновление и свежие треки
«Смута» заговорит по-новому: финальное обновление и свежие треки

Сайберия Нова выпускает финальное обновление д...

Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Тренд на цифровизацию и удаленную ра...

Ритейл на скорости: почему серверы стали must-have для крупных сетей
Ритейл на скорости: почему серверы стали must-have для крупных сетей

Международный облачный провайдер и систем...

Облака над Средней Азией: как регион становится IT-гигантом
Облака над Средней Азией: как регион становится IT-гигантом

Средняя Азия активно развивает IT-сферу и ...

ИИ знает, кем ты станешь: как соцсети помогают выбрать профессию
ИИ знает, кем ты станешь: как соцсети помогают выбрать профессию

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

Риски квантовой эры: как защитить интернет от новых угроз
Риски квантовой эры: как защитить интернет от новых угроз

Квантовые вычисления больше не являются д...

Представлены новейшие разработки в области квантовых вычислений
Представлены новейшие разработки в области квантовых вычислений

Квантовые вычисления находятся в авангард...

TheInnovator: Роботы с искусственным интеллектом изменят рынок труда
TheInnovator: Роботы с искусственным интеллектом изменят рынок труда

Если компании и ИИ-стартапы, стремящиеся ...

В КАИ оснащают беспилотники компьютерным зрением
В КАИ оснащают беспилотники компьютерным зрением

Ученые университета разработали специальные пр...

Разработан реалистичный тест для оценки навыков клинического общения ИИ
Разработан реалистичный тест для оценки навыков клинического общения ИИ

Инструменты искусственного интеллекта, такие к...

Сети Wi-Fi-избавили от лишней «информационной нагрузки»
Сети Wi-Fi-избавили от лишней «информационной нагрузки»

Ученые придумали, как сделать информацию ...

Nature Human Behaviour: Заблуждение ИИ усиливает наши собственные заблуждения
Nature Human Behaviour: Заблуждение ИИ усиливает наши собственные заблуждения

Системы искусственного интеллекта склонны пере...

Новую модель для графической нейросети сделают доступной для смартфонов
Новую модель для графической нейросети сделают доступной для смартфонов

Среди множества моделей искусственного интелле...

В ННГУ научились восстанавливать функции биологических нейросетей
В ННГУ научились восстанавливать функции биологических нейросетей

Новую технологию, которая работает подобно кле...

Scientific Reports: Разработано подвижное навигационное устройство для незрячих
Scientific Reports: Разработано подвижное навигационное устройство для незрячих

Новаторская навигационная технология, использу...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
Исследование лихенологов СПбГУ поможет вернуть каменным мавзолеям Башкирии средневековый вид