Doorbraak voor neuromorfe chip-toepassing

Deel dit artikel

,

neuromorphic computing by sachin modgekar from the Noun Project

Een wiskundige doorbraak van het Centrum Wiskunde & Informatica laat ‘neuromorfe’ chips hartafwijkingen, spraak en handgebaren tot duizendmaal energiezuiniger herkennen. Zulke zuinige AI-chips zijn ideaal voor draagbare en mobiele medische toepassingen.

CWI-onderzoekers Bojian Yin en Sander Bohté hebben samen met hun collega Federico Corradi van de Stichting Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (IMEC) in Eindhoven een wiskundige doorbraak bereikt in het rekenen met zogeheten gepulste neurale netwerken (spiking neural networks). Dankzij deze doorbraak kunnen speciale chips die geschikt zijn voor deze kunstmatige intelligentie (AI), spraak, gebaren en elektrocardiogrammen (ECG’s) een factor twintig- tot duizendmaal energiezuiniger herkennen dan traditionele AI-technieken. Zulke chips moeten praktische, alledaagse medische toepassingen mogelijk maken, onder andere voor hartpatiënten.
Het onderzoeksproject van Bohté en zijn collega’s maakt deel uit van het programma ‘Efficient Deep Learning’ van de NWO. De resultaten van hun onderzoek zijn vorige week gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Machine Intelligence.

Energiebesparing
In het afgelopen decennium heeft kunstmatige intelligentie steeds meer alledaagse toepassingen gekregen, bijvoorbeeld voor het herkennen van beeld en gesproken woord. Dat gebeurt met diepe neurale netwerken, die een sterk vereenvoudigde nabootsing zijn van de manier waarop het menselijk brein informatie verwerkt. Voor mobiele toepassingen kost het uitvoeren van huidige AI-modellen echter vaak te veel energie. Het ontwikkelen van energiezuinige AI wordt daarom steeds belangrijker.

Een van de manieren om AI-toepassingen energiezuiniger te maken, is om de neurale netwerken beter te laten lijken op die van het menselijk brein. Klassieke neurale netwerken gebruiken signalen die continu zijn en wiskundig makkelijk hanteerbaar. Gepulste neurale netwerken rekenen met pulsjes, wat veel meer lijkt op wat er in het brein gebeurt en minder energie kost, maar wat als nadeel heeft dat de signalen discontinu zijn en wiskundig moeilijker hanteerbaar. Voor dat probleem hebben Bohté en zijn twee medeauteurs nu een wiskundige oplossing gevonden.
“Wij hebben ons computeralgoritme getest op drie benchmarks”, vertelt Sander Bohté. “Deze benchmarks bestaan uit testverzamelingen van een stuk of tien gebaren, een reeks van woorden en een continu ECG-signaal. Ons algoritme presteert minstens even goed, maar veel energiezuiniger dan traditionele diepe neurale netwerken. In theorie winnen we een factor honderd tot duizend.”

Breincomputer
Om algoritmen zoals die van Bohté te gebruiken in alledaagse toepassingen, zijn speciale, neuromorfe computerchips nodig. De architectuur van deze chips lijkt meer op de biologische architectuur van het menselijk brein dan op die van traditionele computerchips.
Bohté: “Onze onderzoekspartner IMEC heeft op basis van onze algoritmen een speciale neuromorfe chip gemaakt met 336 gepulste neuronen: de μBrain-chip. Wanneer we ons algoritme door deze speciale chip laten uitvoeren, winnen we een factor twintig aan energieverbruik. Ten opzichte van de theoretische energiewinst ligt de energiewinst in de praktijk altijd lager door het converteren van digitale naar analoge signalen en omgekeerd, en door het inlezen van data. Maar een factor twintig aan energiewinst is nog steeds veel. Voor het detecteren van hartafwijkingen betekent dit dat je een ECG-registrerende chip (in het lichaam, red.) kunt implanteren en dat die een jaar lang op een enkele batterij blijft werken.”

De komende jaren zullen neuromorfe chips steeds meer gepulste neuronen gaan bevatten, wat de toepassingsmogelijkheden van kunstmatige intelligentie in draagbare chips steeds verder zal uitbreiden. Zo heeft de Amerikaanse chipfabrikant Intel eind september de neuromorfe chip Loihi 2 gemaakt, die al een miljoen gepulste neuronen bevat.

Interessegroep-codes

AF Artificiele intelligentie
AN Android
AP Apple
BE Beleggen
CP Commodore
CU CompUsers
DD 3D
DM FotoVideo
DO Domotica-IoT
DR Drones
FO Forth
FS Flightsimulator
GA Games
GE Genealogie
HN Hobbynet
MO Modelbaanautomatisering
MX MSX
OP Opensource
OS eCS
PR Programmeren
RB Robotica
RT Retro
SR SeniorenAcademie
TB Testbank
TS Trainsim
WI Windows

Wat zijn interessegroepen?
Je kunt je als lid aanmelden bij één of meer van de vele Interessegroepen. Elk van deze groepen houdt zich bezig met een specifiek onderwerp, zoals Apple, opensource, 3D of drones.

Er worden regelmatig bijeenkomsten en cursussen georganiseerd en daarnaast wordt er online informatie aangeboden via websites en nieuwsbrieven.

 

Lid worden van Interessegroepen
Als HCC-lid kun je lid worden van zoveel Interessegroepen als je wilt. Bij meer dan één Interessegroep zijn hier wel kosten aan verbonden.

Log in op mijnhcc.nl en klik op de tab 'Mijn groeperingen', hier zie je de verschillende Interessegroepen in een overzicht en kun je voor de gewenste groep(en) aan- of afmelden.

Als HCC-lid krijg je € 2.80 per jaar korting op de contributie van je eerste Interessegroep. Het lidmaatschap van een extra Interessegroep kost per jaar. Voor de Interessegroep Genealogie geldt een afwijkend tarief van € 11.00 per jaar.

Word je gedurende het lidmaatschapsjaar lid van een Interessegroep, dan ontvang je hier geen factuur van. Dit wordt op de eerstvolgende factuur in rekening gebracht.

 

Afmelden van Interessegroepen
Ook afmelden voor een Interessegroep kan via bovenstaande route. Je kunt je altijd afmelden van een Interessegroep. Maar houd er rekening mee dat het lidmaatschap van een Interessegroep gelijk loopt aan dat van je generieke lidmaatschap van HCC en pas wordt opgezegd per de eerstvolgende vernieuwingsdatum van je lidmaatschap.

Regio-codes

019 ALM Almere
001 AMS Amsterdam
014 APD Apeldoorn
999 BTL Buitenland
018 FRY Fryslân
017 GRN Groningen
027 YSS IJssellanden
021 KEN Kennemerland
009 MBR Midden Brabant
012 MZL Midden Zuid Limburg
025 NEN Noordoost-Brabant en Nijmegen
010 NLI Noord Limburg
020 NWE Noordwest
015 TWN Twente
006 UTR Utrecht
029 VLA Vlaanderen
008 WBR West Brabant
028 ZDR Zuid-Drenthe
030 ZHL Zuid-Holland
007 ZLD Zeeland
011 ZOB Zuidoost-Brabant

Wat zijn regio's?

Als HCC-lid word je automatisch ingedeeld in een Regio. Hier worden regelmatig bijeenkomsten georganiseerd over allerlei onderwerpen, regelmatig in samenwerking met de Interessegroepen van HCC.

Let op: vanwege coronamaatregelen kunnen de activiteiten van regio’s afwijken van de beschrijvingen op deze pagina. Kijk op hun eigen website voor de meest actuele informatie.

Wat is mijn regio?
Op je lidmaatschapspas staat een drieletterige code vermeld, deze code correspondeert met de regio waar je bent ingedeeld. De 3 cijferige code per regio wordt binnen HCC gebruikt. Zie onderstaand overzicht:

Meld je aan voor de nieuwsbrief

Abonneer je nu op een of meerdere van onze nieuwsbrieven en blijf op de hoogte van onze activiteiten!

Aanmelden