Uno studio pubblicato su Nature apre nuove prospettive sui chip per l’IA che vengono utilizzati nel machine-learning. Grazie ad uno di questi, modellato sul cervello umano, la bicicletta a guida autonoma sarà in grado di ascoltare istruzioni vocali, evitare ostacoli sul suo cammino, localizzare e seguire una persona che le cammina davanti.

Bici che si muovono da sole

E’ passato qualche anno da quando Google lanciò la self-drive bicycle, un prodotto a suo modo abbastanza scioccante per la maggior parte delle persone, tranne forse che per alcuni addetti ai lavori. Tutti quanti infatti se vediamo una bicicletta muoversi ci aspettiamo di vederci una persona sopra, banalmente anche solo per un discorso di equilibrio. Automobili a guida autonoma invece ci sono già, ma bisogna dire che siamo più permissivi nei confronti di quest’ultime, evocativamente molto più tecnologiche, stabili, e che ci richiamano scenari già vissuti quando ad esempio si giocava con macchinine radiocomandate. Un certo stupore provoca ancora la bicicletta, ma con l’arrivo dell’IA dovremo molto probabilmente abituarci anche a questo.

E se K.I.T.T. fosse stato una bicicletta?

Un team composto da scienziati cinesi ha messo a punto un chip neuromorfo chiamato Tianjic che riesce a fare interagire tecnologie informatiche e neuroscientifiche. Questa bici non solo è in grado di muoversi da sola, ma è capace anche di obbedire a comandi vocali, percepire ostacoli, aggirarli e prendere decisioni.  A qualcuno verrà in mente la mitica K.I.T.T. di Knight Rider (a tutti gli effetti un IA) e curiosamente non siamo tanto distanti dalla visione di quel telefilm. A questa bici le manca solo la parola in effetti.

 

La rete neurale biologica

Chip neuromorfo significa che funziona come una rete neurale biologica. Quelli che attualmente utilizziamo per l’IA lo sono soltanto di ispirazione a causa della complessità di realizzare artificialmente un sistema di quel tipo. La cellula nervosa è un’unità piuttosto singolare ed il suo funzionamento si distingue per la sua efficienza. Un neurone è composto fondamentalmente da tre parti, i dendriti, il soma e l’assone. I dendriti sono ramificazioni in cui entra l’informazione (sotto forma di segnale elettrico) e ogni neurone ne ha una sua specifica quantità; il soma, che contiene il nucleo, è il centro operativo dove il segnale viene gestito per essere poi trasmesso grazie all’assone. Quest’ultimo è a sua volta composto da tante vie di uscita che gli consentono di connettersi simultaneamente ad altri dendriti e altrettanti neuroni. 

La rete artificiali e l’IA generale

Il sistema nervoso è molto complesso ed il funzionamento del neurone non è ancora del tutto chiaro. Le nostre attuali reti neurali artificiali sostanzialmente imitano in forma molto semplicistica la struttura biologica, basti pensare che un neurone artificiale può riprodurre soltanto 3 delle 150 operazioni che svolge un “collega” naturale. In sostanza opera in maniera ancora netta, come appunto un computer, non in maniera “sfumata” come invece fa un organismo biologico. Una rete artificiale neuromorfa invece non trae solo spunto da quella biologica, ma vuole replicarne il funzionamento in maniera molto più fedele creando diverse nets gestite in parallelo da un chip che ne coordina gli output. Da qui nasce l’idea di una IA generale (AGI), in contrapposizione a quella classica che non ha l’ambizione di “pensare” come un cervello umano. Inoltre i chip neuromorfi promettono di essere più potenti utilizzando molta meno energia. Ecco perché grandi colossi se ne stanno interessando.

C’era una volta una bici.. 

La bicicletta che usa il chip neuromorfo Tianjic è un primo esperimento per mettere alla prova gli studi fatti dal team di scienziati. La direzione corretta sembra confermata dai risultati ottenuti: il rilevamento di oggetti in tempo reale, il monitoraggio, il riconoscimento di comandi vocali, localizzazione degli ostacoli, controllo dell’equilibrio e il processo decisionale sono tutte funzioni che la bicicletta ha svolto correttamente. Il team di ricerca ha sviluppato una varietà di reti neurali (reti CNN, CANN, SNN e MLP) per consentire ogni singola attività. I modelli sono stati pre-stampati e programmati sul chip Tianjic, che può elaborare i dati in parallelo in maniera praticamente istantanea, senza soluzione di continuità.

Un chip che farà discutere

Tuttavia per ora (per fortuna?), il chip neuromorfo Tianjic rimane imperfetto. Le sue capacità, come il rilevamento degli ostacoli e il riconoscimento vocale, sono tutte eseguite con software pre-addestrato, il che significa che la bicicletta non può ancora imparare dalle sue esperienze in tempo reale. Ma il chip è stato in grado di stabilire la connessione che mancava tra l’informatica e le neuroscienze da un lato, e di utilizzare meno energia di quanto farebbe un processore standard dall’altro.

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E’ quasi scontato che di questo chip sentiremo ancora parlare: innanzitutto perché ci da un’idea di dove i cinesi si trovino nello sviluppo tecnologico, poi perché, come dichiarato dagli stessi scienziati ai media nazionali, è molto probabile che verrà utilizzato per altri veicoli a guida autonoma e per i cosiddetti robot intelligenti.

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