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Un chip neuromorfico può "annusare" esplosivi, narcotici e malattie

Un algoritmo sul chip imita ciò che accade nel cervello umano quando sentiamo l'odore di qualcosa
Un chip neuromorfico può "annusare" esplosivi, narcotici e malattie FASTWEB S.p.A.

Una forma emergente di intelligenza artificiale nota come elaborazione neuromorfa, è stata utilizzata per riconoscere i profumi emessi da esplosivi, armi chimiche e narcotici.

I ricercatori della Intel e della Cornell University hanno realizzato questo stratagemma equipaggiando il chip di test neuromorfico di Intel Loihi con algoritmi neurali che imitano ciò che accade nel cervello quando si sente l'odore di qualcosa. Ciò ha consentito al sistema di riconoscere l'odore di ogni sostanza chimica pericolosa da un singolo campione.

Lo studio potrebbe aprire la strada a una vasta gamma di applicazioni dell'informatica neuromorfa, che imita la meccanica di base del cervello per rendere più efficiente l'apprendimento automatico. Intel ritiene che i "nasi elettronici" potrebbero essere utilizzati dalla sicurezza aeroportuale per rilevare armi ed esplosivi, dalla polizia e dal controllo delle frontiere per trovare stupefacenti, dai robot per monitorare i gas rilasciati nell'atmosfera e dai produttori di rilevatori di fumo per migliorare il loro prodotti.

Potrebbe persino migliorare la diagnosi medica rilevando gli odori dei pazienti in modo simile a come i cani possono sentire l'odore delle malattie.

Come funziona

Quando raccogliamo un frutto e lo annusiamo, le molecole del frutto stimolano le cellule olfattive nel naso. Queste cellule inviano quindi segnali al cervello, dove gli impulsi elettrici creano una sensazione che chiamiamo odore.

L'algoritmo utilizzato dal chip Loihi utilizza un metodo simile.

"I miei amici della Cornell studiano il sistema olfattivo biologico negli animali e misurano l'attività elettrica nei loro cervelli quando sentono odori", ha detto Nabil Imam, ricercatore senior nel gruppo di calcolo neuromorfico di Intel Labs. "Sulla base di questi schemi circuitali e impulsi elettrici, abbiamo derivato una serie di algoritmi e li abbiamo configurati su silicio neuromorfico, in particolare il nostro chip di test Loihi." Per insegnare al sistema a funzionare, i ricercatori lo hanno addestrato su un set di dati contenente le risposte di 72 sensori chimici ai profumi di 10 sostanze chimiche pericolose, tra cui acetone, ammoniaca e metano. Queste risposte sono state poi trasmesse a Loihi, dove i circuiti di silicio imitavano il metodo di elaborazione degli odori del cervello per apprendere una rappresentazione neurale di ciascun profumo.

Il metodo gli ha permesso di identificare ogni profumo anche in presenza di forti interferenze di fondo. Ciò potrebbe rivelarsi molto utile nei rilevatori di fumo domestici, che rilevano gli odori ma fanno fatica a distinguerli. Il team di ricerca afferma che la sua precisione di riconoscimento è superiore ad altri metodi di rilevamento all'avanguardia. Questi includono un sistema di apprendimento profondo che ha richiesto 3000 volte più campioni di allenamento di ciascun profumo per raggiungere lo stesso livello di precisione.

Resta da vedere se il calcolo neuromorfico possa eguagliare la popolarità del deep learning, ma la ricerca offre la speranza che potrebbe presto uscire dal laboratorio e passare agli usi pratici.

17 marzo 2020

Fonte: thenextweb.com
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