Neuromorfe chip

Een neuromorfe chip is een analoge dataprocessor die is geïnspireerd op het biologische brein. Het woord neuromorf is afgeleid van de woorden neuro, dat "betrekking hebbend op zenuwen of het zenuwstelsel" betekent, en morphic, dat "de vorm, vorm of structuur hebbend" betekent. Dankzij dit concept van ontwerp kunnen deze chips zintuiglijke gegevens interpreteren en reageren op manieren die niet specifiek geprogrammeerd zijn. Op het gebied van neuromorfische engineering passen onderzoekers biologie en fysica toe op wiskunde, computerwetenschappen en elektrotechniek om technologie te creëren die een kunstmatig neuraal netwerk (ANN) nabootst. Het concept van een neuromorfische computerchip werd in de jaren 1980 bedacht door Carver Mead en heeft geleid tot onderzoek en belangstelling van universiteiten en bedrijven als Intel, IBM en Qualcomm.

Voor het verwerken van gegevens maken computers momenteel gebruik van de von Neumann-architectuur. Bij deze methode wordt informatie heen en weer gestuurd tussen de centrale processor en geheugenchips, volgens een zeer lineair patroon. Neuromorfische chips daarentegen coderen en verplaatsen gegevens in een reeks elektrische impulsen, naar het voorbeeld van de synapsen in de hersenen. Synapsen in biologische hersenen reageren op zintuiglijke prikkels en veranderen hun verbindingen op basis van geleerde ervaring. Neuromorfische chips zullen zich op dezelfde manier ontwikkelen door de neurale netwerken in silicium te etsen en in staat zijn om problemen aan te pakken waarmee de processor nog nooit te maken heeft gehad als gevolg van eerdere ontmoetingen.

In vergelijking met chips voor algemeen gebruik zijn neuromorfische chips niet zo flexibel of krachtig. Ze kunnen echter wel efficiënter dan andere oplossingen worden gespecialiseerd in specifieke taken en zijn daardoor energiezuiniger. In elke "burst" van de chip kunnen grotere hoeveelheden informatie worden verpakt, waardoor de chip meer gegevens in minder tijd kan coderen en begrijpen.

De voortdurende vooruitgang van neuromorfische chips heeft belangrijke gevolgen voor de technologie en haar ontwikkelaars. Het meest voor de hand liggend is dat kunstmatige intelligentie en de machines die deze technologie gebruiken, op een meer menselijke manier met de wereld zullen kunnen interageren. Het introduceert ook eigenschappen in de technologie zoals het vermogen om te herstellen van schade, zich aan te passen aan veranderingen en zich te ontwikkelen op basis van aangeleerde principes. Omdat neuromorfische chips minder energie vergen, kunnen ontwikkelaars AI-vaardigheden in een breder scala aan apparaten inbouwen.

Mogelijke toepassingen voor neuromorfische chips:

  • Glassen voor blinden die gebruikmaken van sensoren om objecten en de omgeving te identificeren en de gebruiker audio-indicaties te geven
  • Medische apparaten die de gegevens van een patiënt in de loop van de tijd bijhouden en zo waarschuwingssignalen voor een probleem identificeren of de behandeling zo nodig aanpassen
  • Smartphones die suggesties doen op basis van de omgeving of onderling gerelateerde toepassingen
    • Bijv. automatisch in de "niet storen"-modus gaan wanneer de gebruiker naar bed gaat, achtergrondinformatie over een klant verschaffen vóór een vergadering, of foto's nemen van herkende personen in een scène