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Intel神經擬態芯片有了“嗅覺”:準確率3000倍于傳統方法
發布時間:2020-03-17 閱讀量:3083 來源:快科技 作者:

近日,Intel研究院與美國康奈爾大學的研究人員在《自然-機器智能》(Nature Machine Intelligence)雜志上聯合發表了一篇論文,展示了在存在明顯噪聲和遮蓋的情況下,Intel神經擬態研究芯片“Loihi”學習和識別危險化學品的能力。

據介紹,Loihi只需要單一樣本,就可以學會識別每一種氣味,而且不會破壞它對先前所學氣味的記憶,展現出了極其出色的識別準確率。而如果使用傳統方法,即便最出色的深度學習方案,要達到與Loihi相同的氣味分類準確率,學習每一種氣味都需要3000倍以上的訓練樣本。

Intel神經擬態芯片有了“嗅覺”:準確率3000倍于傳統方法-芯智訊

Intel神經擬態研究芯片Loihi

Intel研究院神經擬態計算小組高級研究科學家、擁有神經擬態計算博士學位的Nabil Imam介紹說,康奈爾大學負責研究動物的生物嗅覺系統,并測量動物聞到氣味時的腦電波活動,然后Intel根據這些電路圖與電脈沖,導出一套算法,并將其配置在神經擬態芯片上。

Imam帶領團隊采用了一個由72個化學傳感器活動組成的數據集,可對一個風洞實驗中循環的10種氣體物質(氣味)作出反應。傳感器對各種氣味的反應被傳送至Loihi,由其芯片電路對嗅覺背后的大腦電路進行模擬。

在研究人員的指導下,Loihi已經迅速掌握了10種不同氣味的神經表征,其中包括丙酮、氨和甲烷,而且即使有強烈的環境干擾也能準確識別。

而傳統煙霧和一氧化碳探測器能使用傳感器來探測氣味,雖然能探測到空氣中的有害分子并發出警報,但無法對各種氣味進行區分。

英特爾神經擬態計算實驗室高級研究科學家Nabil Imam表示:“我們正在Loihi上開發神經算法,來模擬人類嗅到氣味時的大腦運行機制。這項工作堪稱神經科學與人工智能技術交叉領域的當代研究典范,并且證實Loihi有望提供重要的感知能力,并惠及各行各業。”

Intel神經擬態芯片有了“嗅覺”:準確率3000倍于傳統方法-芯智訊

Nabil Imam在位于美國加州圣克拉拉的神經擬態計算實驗室中手持一塊Loihi神經擬態測試芯片

Intel Loihi神經擬態芯片誕生于2017年9月,脫離傳統硅芯片的馮諾依曼計算模型,而是模仿人腦原理的神經擬態計算方式,并且是異步電路,不需要全局時鐘信號,而是使用異步脈沖神經網絡(SNN),在特定應用中要比傳統CPU速度快最多1000倍,能效高最多10000倍。

2019年7月,Intel又宣布了代號“Pohoiki Beach”的全新神經擬態系統,包含多達64顆Loihi芯片,集成了1320億個晶體管,總面積3840平方毫米,擁有800萬個神經元、80億個突觸。

從理論上講,Loihi可以擴展到最多16384顆芯片互連,那就是超過20億個神經元——人類大腦有大約860億個神經元。

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