Des chercheurs conçoivent un réseau de neurones artificiels

19 mai 2019 à 12h51
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Ce réseau neurosynaptique, contenu dans une puce électronique, pourra être utilisé notamment dans le domaine médical, pour aider au diagnostic de certaines cellules cancéreuses.

Nous savons déjà construire des puces d'accélération de réseaux de neurones : ce sont ces microprocesseurs qui sont utilisés pour concevoir les intelligences artificielles (IA). Ils aident notamment à la reconnaissance optique, le calcul intensif ou encore l'apprentissage automatique en robotique. Les premiers essais datent même de... 1993. Nous savons aussi concevoir des "minis cerveaux", à l'aide de cellules souches.

Mais en mai 2019, des chercheurs de l'université de Münster, en Allemagne, d'Oxford et d'Exeter, au Royaume-Uni, ont réussi un nouvel exploit, relaté dans la revue Nature : mettre au point un réseau de neurones artificiels qui imite le fonctionnement du cerveau humain. Là où les ordinateurs sont confrontés à leurs propres limites, ces chercheurs de trois universités européennes ont tenté d'aller au-delà, en imaginant une puce électronique innovante, dotée de capacités d'auto-apprentissage.

Un système fonctionnant grâce à la lumière

La structure interne de la puce électronique est constituée de plusieurs couches et repose sur un système photonique, c'est-à-dire qu'elle fonctionne grâce aux photos contenus dans la lumière. Ceci lui permet de traiter les informations beaucoup plus rapidement qu'avec les électrons traditionnels utilisés auparavant.

Mais ce n'est pas tout : l'une des avancées de cette recherche est d'avoir réussi, pour la première fois, à fusionner des matériaux nanostructurés en un seul réseau, grâce à la technologie optique. En effet, la principale contrainte des processeurs actuels, aussi puissants soient-ils, est qu'ils possèdent des unités de traitement et de mémoire distincts - c'est-à-dire qui ne travaillent pas ensemble. De fait, les données traitées par le processeur doivent être redirigées vers deux endroits et non un seul, comme c'est le cas dans le cerveau humain. Notre cerveau est en effet capable de traiter stocker l'information dans un même lieu : les synapses.

Une nouvelle étape vers un cerveau 100% artificiel ?

Ainsi, le réseau neurosynaptique réalisé par les chercheurs a été réalisé pour imiter le fonctionnement de notre cerveau, et être capable de transférer des données, mais aussi de les traiter et contenir dans un seul endroit. Il contient 4 "neurones" artificiels et 60 "synapses". Pour rappel, dans notre cerveau, une synapse est une zone de contact entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule (musculaire par exemple). C'est elle qui assure la transmission de l'information, donc l'influx nerveux, d'une cellule à l'autre. Les synapses ont donc un rôle fondamental dans le fonctionnement d'un réseau de neurones, qu'il soit artificiel ou non.

A l'avenir, cette technologie pourrait être utilisée dans diverses tâches où l'IA doit traiter de grandes quantités de données, comme c'est le cas dans le domaine médical, notamment pour aider au diagnostic des tumeurs et pathologies. Il y a peu, IBM proposait déjà une IA capable de détecter la maladie d'Alzheimer grâce à un test sanguin. Le défi est maintenant de réussir à augmenter de neurones et de synapses, pour renforcer le réseau et le rendre plus puissant. A titre de comparaison, le cerveau humain compte plus de 100 milliards de neurones... Le cerveau 100% synthétique a donc encore quelques années devant lui.

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