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Un chip inspirado en el cerebro llega al cielo
No hay mucho espacio entre tus oídos, pero lo que hay ahí puede hacer muchas cosas que una computadora del mismo tamaño nunca podría. Su cerebro también es mucho más eficiente energéticamente para interpretar el mundo visualmente o comprender el habla que cualquier sistema informático.
El chip montado en el centro de este pequeño avión tiene 576 neuronas de silicio. Las conexiones entre estas neuronas se reconfiguran en respuesta a los datos de los sensores del dron.
Es por eso que los laboratorios académicos y corporativos han estado experimentando con chips neuromórficos modelados en características que se ven en los cerebros. Estos chips tienen redes de neuronas que se comunican en picos de electricidad (ver Pensar en silicio). Pueden ser significativamente más eficientes energéticamente que los chips convencionales, y algunos incluso pueden reprogramarse automáticamente para aprender nuevas habilidades.
Ahora, un chip neuromórfico ha sido liberado de la mesa de laboratorio y probado en un pequeño avión no tripulado que pesa menos de 100 gramos.
En el experimento, el chip prototipo, con 576 neuronas de silicio, tomó datos de los sensores ópticos, de ultrasonido e infrarrojos de la aeronave mientras volaba entre tres habitaciones diferentes.
La primera vez que el dron voló a cada habitación, el patrón único de datos de sensores entrantes de las paredes, muebles y otros objetos provocó un patrón de actividad eléctrica en las neuronas que el chip nunca antes había experimentado. Eso provocó que informara que estaba en un nuevo espacio, y también provocó que cambiaran las formas en que sus neuronas se conectaban entre sí, en una burda imitación del aprendizaje en un cerebro real. Esos cambios significaron que la próxima vez que la nave ingresó a la misma habitación, la reconoció y señaló como tal.
El chip involucrado está lejos de estar listo para el despliegue práctico, pero la prueba ofrece apoyo empírico para las ideas que han motivado la investigación de chips neuromórficos, dice Narayan Srinivasa, quien dirige el HRL. Centro de Sistemas Neurales y Emergentes . Esto demuestra que es posible aprender literalmente sobre la marcha, bajo restricciones muy estrictas de tamaño, peso y potencia, dice.
El dron, fabricado a medida para la prueba por una empresa fabricante de drones Aeroambiente , con sede en Monrovia, California, mide seis pulgadas cuadradas, 1,5 pulgadas de alto y pesa solo 93 gramos, incluida la batería. El chip de HRL compuso solo 18 gramos del peso de la nave y usó solo 50 milivatios de potencia. Eso no sería suficiente para que una computadora convencional ejecute un software que pueda aprender a reconocer habitaciones, dice Srinivasa.
La prueba de vuelo fue un desafío planteado por la agencia de investigación del Pentágono DARPA como parte de un proyecto bajo el cual ha financiado HRL, IBM y otros para trabajar en chips neuromórficos. Una motivación es la esperanza de que los chips neuromórficos puedan hacer posible que los drones militares den sentido a los datos de video y sensores por sí mismos, en lugar de tener que enviarlos siempre a la tierra para que los analicen las computadoras o los humanos.
Los prototipos fabricados bajo el programa de DARPA, como los de HRL, han arrojado resultados prometedores, pero queda mucho trabajo por hacer antes de que dicha tecnología pueda realizar un trabajo útil, dice Vishal Saxena, profesor asistente. trabajando en chips neuromórficos en la Universidad Estatal de Boise. El mayor desafío es identificar cuáles serán las aplicaciones y desarrollar algoritmos sólidos, dice.
Los investigadores también se enfrentan a un escenario de huevo y gallina, con chips desarrollados sin mucha idea de qué algoritmos ejecutarán y algoritmos escritos sin una idea firme de qué diseños de chips se establecerán. Al mismo tiempo, los neurocientíficos todavía están descubriendo cosas nuevas sobre cómo las redes de células cerebrales reales funcionan con la información. Hay mucho trabajo por hacer en conjunto entre los expertos en circuitos y algoritmos y la comunidad de neurociencias, dice Saxena.
Aún así, los propietarios de HRL, GM y Boeing, ya están considerando cómo podrían comercializar la tecnología, dice Srinivasa. Una opción podría ser usar chips neuromórficos para construir un grado de inteligencia en los sensores que se encuentran cada vez más en automóviles, aviones y otros sistemas.