Будущее нейросетей: чипы, которые учатся самостоятельно, без мощных компьютеров

Современные нейросети — настоящие обжоры. Им подавай мощнейшие процессоры и горы энергии. Но что, если будущее за чипами, которые учатся сами, прямо на месте, как наш собственный мозг?

Именно над этим работают исследователи из Технического университета Эйндховена и Северо-Западного университета США. Их новый подход к созданию нейроморфных микросхем может перевернуть наши представления о том, как должны работать компьютеры.

Чипы, которые учатся сами

Раньше нейроморфные чипы, чья структура копирует нейронные сети мозга, были довольно беспомощны без внешней помощи. Их приходилось долго и нудно обучать с помощью сторонних программ — процесс небыстрый и очень затратный.

Новое изобретение учёных — нейроморфный биосенсор — ломает эту парадигму. Он способен обучаться автономно, прямо на кристалле, безо всяких внешних программ. Чтобы продемонстрировать это, исследователи научили сенсор определять муковисцидоз, анализируя... обычный человеческий пот. Звучит как научная фантастика, но это уже реальность.

«Наши «умные биосенсоры» могут диагностировать заболевания, например, муковисцидоз, без привлечения компьютеров или сложного софта», — объясняет соавтор работы Эвелин ван Дормале. Всё дело в принципах, которые буквально копируют работу живых нейронов.

Главная проблема, которую им удалось решить, — это сложность обучения нейроморфных систем. Новый биосенсор учится в реальном времени, обрабатывая поток данных от пациента. Это делает обучение не только быстрым, но и невероятно гибким.

В эксперименте с муковисцидозом учёные использовали образцы пота. Один — с нормальным уровнем хлорид-ионов, другой — с аномально высоким. Сенсор успешно научился их различать. Довольно элегантно, не правда ли? Вместо громоздкого лабораторного оборудования — крошечный чип.

Самое ценное в этом открытии — возможность обучать нейроморфный чип напрямую, минуя посредников в виде программного обеспечения. Такой интуитивный подход открывает дорогу к персонализированным имплантируемым системам, которые будут подстраиваться под своего владельца, учась прямо на его персональных данных. Будущее, где ваш кардиостимулятор знает вас лучше врача, становится чуть ближе.