Création d’un nouveau circuit neuronal artificiel inspiré du cerveau

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La création d’un nouveau circuit neuronal artificiel inspiré du cerveau représente une avancée majeure en neuro-ingénierie. En s’inspirant du fonctionnement du cerveau humain, les chercheurs cherchent à développer des technologies révolutionnaires qui pourraient révolutionner de nombreux domaines, de l’intelligence artificielle à la médecine. Ce domaine de recherche fascinant ouvre la voie à des innovations prometteuses et soulève des questions éthiques et philosophiques importantes.

Inspirations et Objectifs

La rapide avancée des outils d’intelligence artificielle (IA) incite les ingénieurs du monde entier à développer de nouvelles architectures et composants matériels qui imitent l’organisation et les fonctions du cerveau humain. Contrairement à la plupart des technologies actuelles qui s’inspirent principalement de l’activité des neurones, les chercheurs de l’Université de Tsinghua ont conçu une nouvelle architecture informatique neuromorphique qui reproduit l’organisation des synapses et la structure arborescente des dendrites.

Le Rôle des Dendrites

Les dendrites, ces protrusions semblables à des branches qui s’étendent du corps des neurones, jouent un rôle essentiel dans le traitement des informations. Elles cartographient les signaux spatialement distribués, exhibent une plasticité spécifique à chaque branche et intègrent divers synapses. Cette nouvelle architecture imite ces fonctions complexes, ce qui permet un traitement des signaux plus dynamique et élaboré.

Le Dendristor : Un Dispositif Innovant

Carlo Vittorio Cannistraci et son équipe ont développé un nouveau dispositif appelé “dendristor”, conçu pour imiter la morphologie et les fonctionnalités des dendrites biologiques. Ce dispositif utilise les propriétés physiques des transistors multi-gates revêtus d’un film sol-gel dopé aux ions pour exécuter des intégrations dendritiques non linéaires et une sélectivité directionnelle.

Applications et Efficacité

En s’inspirant des circuits neuronaux de la rétine et du cortex visuel, l’équipe a également conçu un circuit neuronal dendritique qui détecte et reconstruit la direction des objets en mouvement dans l’espace 3D. Ce système, qui imite la connectivité parcimonieuse des neurones dendritiques, affiche une efficacité énergétique remarquable.

Perspective Future

Les chercheurs prévoient d’étendre ces circuits neuronaux artificiels pour inclure des connexions inhibitrices avancées, ce qui pourrait améliorer encore la classification des signaux visuels dynamiques. Ils envisagent également de développer des architectures neuromorphiques capables d’effectuer des tâches d’IA au-delà de la perception visuelle, telles que l’analyse des séries temporelles et les tâches auditives.

Objectifs Prévus

Voici quelques-uns des objectifs planifiés par les chercheurs pour les prochaines étapes de leurs travaux:

  • Développer de nouvelles architectures de réseau dendritique neuromorphique.
  • Résoudre d’autres tâches d’IA comme l’analyse de séries temporelles et les tâches auditives.
  • Créer des circuits multimodaux capables de traiter et de corréler des types d’entrées sensorielles différents.
  • Étendre ce paradigme de calcul parcimonieux et morphologique aux réseaux neuronaux artificiels classiques sur du matériel numérique.
Axe de RechercheObjectifs Concrets
Architectures NeuromorphiquesDévelopper des circuits inspirés de la structure neuronale
Traitement de SignauxOptimiser le traitement dynamique et spatio-temporel des signaux
Efficacité ÉnergétiqueRéduire la consommation énergétique des dispositifs IA
MultimodalitéIntégrer divers stimuli sensoriels dans un seul réseau
Connexion InhibitriceAméliorer la classification des signaux dynamiques

Les perspectives offertes par cette nouvelle approche neuromorphique pourraient marquer une avance significative dans le domaine des systèmes neuromorphiques, s’inspirant directement de l’organisation et de la fonction des circuits neuronaux biologiques pour des applications IA plus efficaces et durables.