محققان با شبیه‌سازی مغز جانوران یک پهپاد قدرتمند ساختند

به گزارش مجله خبری نگار به نقل از نوروساینس نیوز، پژوهشگران پهپادی ساخته‌اند که با استفاده از پردازش تصویر «نورومورفیک» (شبیه‌سازی مغز جانوران) به صورت خودکار پرواز می‌کند. این روش در مقایسه با پردازنده‌های گرافیکی سنتی (GPU) سرعت پردازش داده و بازده انرژی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

این مطالعه، پتانسیل به کارگیری پهپاد‌های کوچک و چابک برای کاربرد‌های مختلف را نشان می‌دهد. رویکرد نورومورفیک به این پهپاد اجازه می‌دهد تا داده‌ها را تا ۶۴ برابر سریع‌تر از پردازنده‌های گرافیکی پردازش کند و مصرف انرژی این پردازش، سه برابر کمتر از روش‌های سنتی است.

از جمله کاربرد‌های بالقوه این فناوری می‌توان به نظارت بر محصولات کشاورزی و مدیریت انبار اشاره کرد.

مغز جانوران در مقایسه با شبکه‌های عصبی عمیق فعلی که روی پردازنده‌های گرافیکی (GPU) کار می‌کنند، از داده و انرژی کمتری استفاده می‌کند. بنابراین، پردازنده‌های نورومورفیک برای پهپاد‌های کوچک بسیار مناسب هستند، زیرا نیازی به سخت‌افزار و باتری‌های سنگین و بزرگ ندارند.

پیشرفت‌های بیشتر در این فناوری ممکن است جهشی برای پهپاد‌ها ایجاد کند تا به اندازه حشرات پرنده یا پرندگان، کوچک، چابک و هوشمند شوند.

استفاده از نقشه مغزی جانوران چه مزیتی دارد؟

هوش مصنوعی پتانسیل بالایی برای تجهیز ربات‌های خودکار به هوش مورد نیاز برای کاربرد‌های دنیای واقعی دارد. با این حال، هوش مصنوعی فعلی به شبکه‌های عصبی عمیقی متکی است که به قدرت محاسباتی قابل توجهی نیاز دارد.

پردازنده‌هایی که برای اجرای شبکه‌های عصبی عمیق ساخته شده‌اند (واحد‌های پردازش گرافیکی، GPU ها)، مقدار قابل توجهی انرژی مصرف می‌کنند. این موضوع به خصوص برای ربات‌های کوچک مانند پهپاد‌های پرنده، مشکل‌ساز است، زیرا آنها از نظر حسگر‌ها و پردازش، تنها می‌توانند منابع بسیار محدودی را حمل کنند.
مغز جانوران اطلاعات را به روشی کاملاً متفاوت از شبکه‌های عصبی که روی پردازنده‌های گرافیکی (GPU) اجرا می‌شوند، پردازش می‌کند.

نورون‌های بیولوژیکی اطلاعات را به صورت ناهمزمان پردازش می‌کنند و عمدتاً از طریق پالس‌های الکتریکی به نام «اسپایک» (spike) با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. از آنجایی که ارسال چنین اسپایک‌هایی انرژی مصرف می‌کند، مغز ارسال آنها را به حداقل می‌رساند که منجر به پردازش پراکنده (sparse processing) می‌شود.

با الهام از این ویژگی‌های مغز جانوران، دانشمندان و شرکت‌های فناوری در حال توسعه پردازنده‌های جدیدی به نام «پردازنده‌های نورومورفیک» هستند.
این پردازنده‌های جدید امکان اجرای شبکه‌های عصبی اسپایک‌دار (spiking neural networks) را فراهم می‌کنند و نویدبخش سرعت بسیار بیشتر و مصرف انرژی بسیار کمتر هستند.

این پهپاد توسط یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه صنعتی دلفت هلند، ساخته شده است و نتایج این تحقیق اخیرا در مجله «علوم روباتیک» به چاپ رسیده است.