• El Projecte ADOPD pretén contribuir a l’avanç dels sistemes d’intel·ligència artificial desenvolupant unitats de computació ultraràpides basades en el tractament de senyals neuronals.

L’Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos – IFISC (CSIC-UIB) participa en el Projecte ADOPD (Adaptative Optical Dendrites) finançat per la Comissió Europea, amb l’objectiu d’innovar en sistemes d’intel·ligència artificial desenvolupant unitats de computació ultraràpides que imiten el processament d’informació que realitzen les neurones. Aquest projecte està coordinat per la Georg-August-Universität Göttingen i compta amb la participació acadèmica de l’IFISC (CSIC-UIB) i la Technische Universitaet Graz (Àustria), i la companyia Leoni Fiber Optic GMBH (Alemanya). L’IFISC coordina, a més, la participació de la Yale University (Estats Units) en el Projecte. Amb una durada de 3 anys i un pressupost de 2.879.375 €, dels quals 955.250 € corresponen a l’IFISC, s’emmarca dins el programa altament competitiu Tecnologies Futures i Emergents (FET), l’objectiu del qual és “donar suport a les etapes inicials de la investigació i la innovació de la ciència i la tecnologia al voltant de noves idees orientades a tecnologies futures radicalment noves”. Atès que els usuaris finals exigeixen el tractament cada vegada més ràpid de quantitats exponencialment majors d’informació per a aplicacions com els telèfons mòbils, els jocs o els cotxes autònoms, els científics del Projecte ADOPD s’han proposat millorar l’eficàcia energètica a partir d’una computació òptica inspirada en el processament d’informació que realitzen les neurones en els seus arbres dendrítics. Les dendrites de les neurones són una part essencial per a la transmissió d’informació en el cervell. Segons els investigadors, “formen una estructura semblant a un arbre amb moltes branques dedicada, en gran mesura, a rebre senyals entrants d’altres neurones i processar-les. De fet, algunes estimacions suggereixen que aproximadament el 75% de la superfície dendrítica participa en la transmissió sinàptica o la recepció d’un senyal procedent d’altres neurones. El tractament dels senyals neuronals en si presenta característiques lineals i no lineals, anàlogues i llindar, a més de ser complex i eficaç. Alguns models han examinat les capacitats d’aquesta computació dendrítica”. Ara, els científics pretenen aprofitar aquests conceptes per desenvolupar unitats de computació ultraràpides basades en tecnologies de fibra òptica i làsers de semiconductors. D’aquesta manera, ADOPD combina dos camps aparentment molt distants, com són la neurociència i la fotònica, per desenvolupar sistemes computacionals amb capacitats avançades en comparació amb les xarxes neuronals artificials convencionals, aprofitant els avantatges que les implementacions fotòniques neuro-inspirades ofereixen: una alta velocitat de processament (centenars de Gbits/s) i un consum energètic molt baix (mil·lèsimes de Watts). Això suposa una base per a la computació neuromòrfica—branca del coneixement que cerca replicar el funcionament del sistema nerviós humà, per tal de resoldre problemes complexos en temps real i amb una major eficiència energètica— de següent generació, amb una reducció considerable del consum energètic pel que fa als ordinadors tradicionals. Per a la seva posada en marxa i desenvolupament, es planteja una estreta col·laboració entre dues aproximacions al problema: una investigació fonamental que combina aspectes teòrics, coordinats pels investigadors Claudio Mirasso i Miguel C. Soriano, de l’IFISC; i experimentals, coordinats pels investigadors Ingo Fischer i Apostolos Argyris, de l’IFISC, i la Professora Hui Cao, de la Yale University; i la implementació de dispositius fotònics neuro-inspirats capaços de realitzar tasques específiques de manera ultra ràpida i eficient. “Les noves unitats computacionals basades en sistemes de fibra òptica inspirades per les dendrites representen un hardware informàtic innovador i d’avantguarda per a la computació paral·lela ràpida i de baix consum, amb el potencial d’ajudar a abordar les creixents demandes de computació”, apunten els científics.

¡Compartir!