Ce pourrait être un grand pas en avant pour la robotique et la recherche sur le fonctionnement de notre cerveau. Une équipe de bioingénieurs de la prestigieuse université de Stanford ont développé une nouvelle puce, un nouveau circuit intégré, inspiré du cerveau humain, baptisé Neurogrid. Il est composé de 16 neurocores qui à eux seuls simulent plus d’un million de neurones (65 536 par puce, pour être exact) et des milliards de connexions synaptiques.
Imiter les performances inégalées du cerveau
L’objectif est de tenter de reproduire les avantages des cerveaux par rapport aux processeurs ou clusters de puces habituels. Ainsi, le cerveau d’une souris est environ 9 000 fois plus puissant qu’une puce dans un PC classique. Et il est également environ 40 000 fois plus économe en énergie, selon Kwabena Boahen, professeur associé à l’université de Stanford. « D’un point de vue purement énergétique, le cerveau est difficile à battre », indique-t-il.
Voilà pourquoi ces nouvelles puces ont été conçues pour consommer le moins possible. Pour arriver à ses fins, l’équipe de chercheurs a fait en sorte que certains synapses partagent des circuits physiques, ce qui a abouti au Neurogrid. Un prototype de circuits imprimés de la taille d’un iPad qui coûte 40 000 dollars et est capable de simuler le fonctionnement d’un petit cerveau en utilisant la même quantité d’électricité qu’une tablette.
Futurs plus ou moins proches
« Pour l’instant, il faut savoir comment fonctionne le cerveau pour programmer » le Neurogrid, explique Kwabena Boahen. « Nous voulons créer un neurocompilateur pour que vous n’ayez pas besoin de savoir quoi que ce soit à propos des synapses et des neurones pour pouvoir l’utiliser. »
Par ailleurs, le professeur de Stanford pense qu’il est possible de considérablement réduire les coûts de son Neurogrid. Il a en effet été produit en utilisant des technologies vieilles de quinze ans. Adopter des méthodes plus récentes pourrait diviser le prix par cent. Une carte neuronale pourrait ainsi être fabriquée pour seulement 400 dollars.
La consommation d’électricité devrait également être améliorée. Le Neurogrid consomme environ 100 000 fois moins d’électricité qu’un PC personnel qui simulerait un million de neurones. Mais Kwabena Boahen met en perspective cette réussite. Le cerveau humain contient 80 000 fois plus de neurones que le Neurogrid mais consomme seulement trois fois plus d’énergie. Un ratio qu’il sera difficile d’atteindre avant de nombreuses années, si c’est un jour possible. Pour le professeur Boahen, c’est le « défi ultime des ingénieurs neuromorphiques ».
De nombreux usages
D’ici là, le compilateur et ce prix abordable pourraient ouvrir le Neurogrid à de nombreux usages. Un exemple donné par l’équipe de Stanford pourrait être le contrôle d’une prothèse en temps réel, de manière adaptée aux mouvements du porteur, sans pour autant nécessité une source d’alimentation dédiée.
Plusieurs projets et universités mènent des recherches dans ce sens. On pense notamment au projet SyNAPSE d’IBM, au Human Brain Project européen ou au projet BrainScales, développé par l’université d’Heidelberg. Les champs d’applications de ces recherches sont vastes. De la simulation d’effets médicamenteux sur le cerveau à la robotique en passant par la recherche en intelligence artificielle. Une partie du futur de l’informatique est là.
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Source :
Université de Stanford
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