Interfejsy mózg-komputer, głębokie sieci neuronowe i systemy neuromorficzne to dziedziny, w których naukowcy starają się odwzorować struktury i sposób działania ludzkiego mózgu w systemach komputerowych. Ostatnim osiągnięciem na tym polu pochwalił się Intel, który opublikował na łamach prestiżowego „Nature” artykuł dotyczący układu rozróżniającego zapachy.
Chip neuromorficzny powstał we współpracy z neurofizjologami specjalizującymi się w zmyśle powonienia. Jest on inspirowany strukturą opuszki węchowej, która jest częścią mózgu odpowiedzialną za rozróżnianie zapachów poprzez interpretację sygnałów elektrycznych wychodzących z receptorów węchowych w nosie. Jego działanie przypomina to, które wykonuje obwód neuronalny, który aktywuje się, gdy mózg przetwarza zapach. I takie właśnie działanie zostało zaimplementowane w systemie neuromorficznym Intel Loihi.
Do interpretacji sygnałów zespół badaczy zaprzągł algorytm neuralny pełniący rolę "receptora" impulsów elektrycznych. Algorytm został wytrenowany na zbiorze danych obejmującym 10 "zapachów", będących w rzeczywistości pomiarami 72 różnych sensorów chemicznych. W rezultacie algorytm zyskał umiejętność poprawnego rozróżniania danych próbek na podstawie ich dużo mniejszej ilości niż w przypadku tradycyjnego chipu.
Technologia ta nadal znajduje się we wczesnej fazie rozwoju, ale Intel już teraz twierdzi, że algorytm nadaje się do każdego problemu identyfikacji sygnału, w którym wysoko wymiarowe sygnały są zagnieżdżone w nieznanym tle. Zespół badaczy zamierza udoskonalać projekt i używać chipu do innych zadań typowych dla mózgu, wykraczających poza interpretację zapachów.
Komputery i generalnie urządzenia elektroniczne póki co najlepiej radzą sobie z rejestrowaniem i odwzorowywaniem danych z tych obszarów, które dla poznania człowieka wydają się najbardziej podstawowe, a więc obrazu i dźwięku. Zmysł powonienia nie jest u nas tak rozwinięty, jak u wielu gatunków zwierząt, dlatego też przetwarzanie zapachów nigdy nie było priorytetowym kierunkiem w rozwoju komputerów. Teraz, gdy technologia coraz bardziej to ułatwia, inżynierowie mogą skupić się i na tych bodźcach.
To samo dotyczy możliwości odwzorowywania struktury mózgu. Oczywiście daje to ogromne postępy w możliwościach przetwarzania ogromnych i zróżnicowanych zestawów danych, ale zdaniem niektórych specjalistów nie powinno stanowić jedynego kierunku. Mózg ludzki, choć jest genialnym "procesorem", jest najprawdopodobniej systemem ograniczonym, a jego odwzorowanie w systemach komputerowych będzie wiązało się z przeniesieniem na nie jego wad. Najbardziej pożądane byłoby wyjście poza te ograniczenia, jednak nadal nie wiemy, czy człowiek jest w stanie coś takiego zaprojektować.
341f31d.png)