Intel Loihi, il chip che mima il cervello, adesso è capace di odorare sostanze chimiche

Intel Loihi, il chip che mima il cervello, adesso è capace di odorare sostanze chimiche

Il chip neuromorfico Loihi di Intel è in grado di apprendere e riconoscere odori in un modo mai visto prima. Il tutto grazie alla sua capacità di mimare come funziona un cervello biologico. Questo lavoro è esempio di ricerca contemporanea che interseca neuroscienze e intelligenza artificiale.

di pubblicata il , alle 17:41 nel canale Processori
Intel
 

Gli Intel Labs e la Cornell University hanno dimostrato la capacità del chip neuromorfico Loihi di apprendere e riconoscere sostanze chimiche pericolose, anche in presenza di rumore e altre interferenze di fondo. Loihi è un chip di ricerca di Intel che si ispira al cervello umano e ha l'obiettivo di applicare principi riscontrati nei cervelli biologici alle architetture informatiche.

Il nuovo studio, pubblicato su Nature Machine Intelligence, illustra come Loihi sia stato capace di apprendere ogni odore con un solo campione, senza perdere la memoria degli odori precedentemente appresi. Loihi ha dimostrato un'accuratezza nel riconoscimento degli odori superiore ai metodi convenzionali più all'avanguardia, tra cui una soluzione di deep learning che ha richiesto 3.000 volte più campioni al fine di raggiungere lo stesso livello di accuratezza nella classificazione.

Foto di Intel Loihi. Intel ha annunciato nel luglio 2019 la piattaforma neuromorfica Pohoiki Beach, basata su 64 chip Loihi.

"Stiamo sviluppando algoritmi neurali su Loihi che mimano ciò che avviene nel vostro cervello quando odorate qualcosa. Questo lavoro è un ottimo esempio di ricerca che interseca la neuroscienza e l'intelligenza artificiale, e dimostra il potenziale di Loighi nel fornire capacità di rilevamento che potrebbero garantire benefici in varie industrie", ha affermato Nabil Imam, senior research scientist del Neuromorphic Computing Lab di Intel.

"I miei amici di Cornell studiano il sistema olfattivo biologico negli animali e misurano l'attività elettrica nei loro cervelli mentre annusano gli odori. Sulla base di questi schemi circuitali e impulsi elettrici, abbiamo derivato una serie di algoritmi e li abbiamo configurati sul silicio neuromorfico, in particolare il nostro chip di test Loihi".

Più nel dettaglio, il team di ricercatori ha preso un insieme di dati costituito dall'attività di 72 sensori chimici in risposta a 10 sostanze gassose (odori) che circolavano all'interno di una galleria del vento. Le risposte dei sensori ai singoli profumi sono state trasmesse a Loihi, dove i circuiti di silicio imitavano i circuiti del cervello alla base dell'olfatto.

Il chip ha appreso rapidamente le rappresentazioni neurali di ciascuno dei 10 odori, tra cui acetone, ammoniaca e metano, ed è riuscito a identificarli anche in presenza di forti interferenze di fondo. I rilevatori di fumo e monossido di carbonio nelle case e negli uffici sia avvalgono di sensori per rilevare gli odori ma non sono in grado di distinguerli; emettono un segnale acustico quando rilevano molecole nocive nell'aria ma non sono in grado di classificarle in modo intelligente.

Loihi si è spinto oltre, configurandosi come una potenziale rivoluzione nel settore del rilevamento delle sostanze chimiche. Secondo Nabil Imam, le potenzialità mostrate da Loihi potrebbero portare alla creazione di robot dotati di chip neuromorfici per il monitoraggio ambientale, il rilevamento di materiali pericolosi o per le attività di controllo di qualità nelle fabbriche.

Nabil Imam degli Intel Labs con il chip Loihi nel laboratorio di Santa Clara, California.

I robot basati su Intel Loihi potrebbero inoltre essere usati per diagnosi mediche di alcune malattie che emettono odori particolari, ma anche per garantire una maggiore sicurezza negli aeroporti. L'obiettivo futuro, afferma Imam, "è quello di generalizzare questo approccio a una gamma più ampia di problemi. […] Comprendere come i circuiti neurali del cervello risolvono questi problemi di calcolo complessi fornirà importanti indizi per la progettazione di un'intelligenza artificiale efficiente e robusta".

Ovviamente ci sono delle sfide da superare. "Quando entri in una drogheria, potresti sentire l'odore di una fragola, ma il suo odore potrebbe essere simile a quello di un mirtillo o una banana, inducendo a modelli di attività neurale molto simili nel cervello. A volte per gli umani è persino difficile distinguere tra un frutto e una miscela di profumi. I sistemi potrebbero non funzionare a dovere sentendo l'odore di una fragola dall'Italia e una dalla California, che potrebbero avere aromi diversi, ma devono essere raggruppati in una categoria comune".

Queste problematiche nel riconoscimento del segnale olfattivo sono quelle su cui si stanno concentrando i ricercatori, con l'obiettivo di risolverle nei prossimi due anni, in modo da applicare Loihi a problemi reali, oltre a quelli sperimentali di laboratorio.

Resta aggiornato sulle ultime offerte

Ricevi comodamente via email le segnalazioni della redazione di Hardware Upgrade sui prodotti tecnologici in offerta più interessanti per te

Quando invii il modulo, controlla la tua inbox per confermare l'iscrizione.
Leggi la Privacy Policy per maggiori informazioni sulla gestione dei dati personali

0 Commenti
Gli autori dei commenti, e non la redazione, sono responsabili dei contenuti da loro inseriti - info

Devi effettuare il login per poter commentare
Se non sei ancora registrato, puoi farlo attraverso questo form.
Se sei già registrato e loggato nel sito, puoi inserire il tuo commento.
Si tenga presente quanto letto nel regolamento, nel rispetto del "quieto vivere".

La discussione è consultabile anche qui, sul forum.
 
^