Первые итоги работы сообщества исследователей нейроморфных технологий Intel

4.12.2020

Вчера, в рамках Intel Labs Day, Intel рассказала о достигнутом прогрессе в работе исследовательского сообщества по нейроморфным вычислениям (Intel Neutomorphic Research Community, INRC). С момента своего создания в 2018 году, сообщество продолжает быстро расти и в настоящее время насчитывает более 100 членов, которые исследуют возможности нейроморфных вычислений для решения бизнес-задач. На мероприятии представители Intel отметили, что к INRC присоединились новые участники — Lenovo, Logitech, Mercedes-Benz и Prophesee. Кроме того, Intel подвела итоги результатов исследований в рамках INRC, полученных на исследовательском прототипе чипа для нейроморфных вычислений Intel Loihi.

«За два года мы сформировали динамичное сообщество, объединяющее сотни исследователей по всему миру, вдохновленных перспективой нейроморфных технологий. увеличить эффективность и производительность вычислений, а интеллектуальный функционал на несколько порядков. Сегодня мы впервые видим количественные данные, подтверждающие эти обещания. Вместе с нашими партнерами по INRC мы планируем и дальше развивать идеи, которые помогут создать широкий спектр прорывных коммерческих приложений, базирующихся на этой еще только зарождающейся технологии», -- прокомментировал Майк Дэвис (Mike Davies), директор исследовательской лаборатории в области нейроморфных вычислений Intel.

Результаты: Участники сообщества INRC, которые занимаются созданием прототипов и тестированием приложений на нейроморфных системах Intel, получают все больше результатов, отражающих стабильный прогресс в этой области. Сегодня уже есть реализованные примеры с применением нейроморфных вычислений, такие как имитация человеческой обонятельной системы и использование событийных сенсоров в робототехнике. Вместе с представленными на Intel Labs Day результатами новых тестов они доказывают, что нейроморфные вычисления отлично подходят для решения нового класса интеллектуальных задач бионики, имеющих реальное коммерческое значение.

Обновленные результаты тестов, представленные на Intel Labs Day, включают:

- Распознавание голосовых команд: Компания Accenture тестировала способность чипа Loihi распознавать голосовые команды и сравнила полученные результаты с теми, которые демонстрирует в этой задаче стандартный графический процессор (GPU). Оказалось, что Loihi идентифицирует голос с аналогичной точностью, реагируя на команды почти на 200 миллисекунд быстрее и затрачивая при этом в 1000 раз меньше энергии. В рамках INRC компания Mercedes-Benz изучает, как эти достижения уже можно использовать в реальных жизненных ситуациях — например, добавить новые команды голосового управления автомобилем.

- Распознавание жестов: Традиционный ИИ прекрасно справляется с обработкой больших данных и обнаружением закономерностей среди тысяч образцов. Однако, ему очень сложно усвоить неуловимые отличия в элементах, которые немного различаются у разных людей — например, в жестах, которые мы используем при общении. В этой области компания Accenture вместе с партнерами из INRC демонстрируют ощутимый прогресс благодаря использованию возможностей самообучения Loihi для быстрого усвоения и распознавания индивидуальных жестов. Обрабатывая данные нейроморфной камеры, Loihi способен выучить новые жесты всего за несколько кадров. Это можно использовать в различных ситуациях — например, для взаимодействия с интеллектуальными устройствами в быту или с бесконтактными дисплеями в общественных местах.

- Поиск изображений: Исследователи из сферы розничной торговли уже оценили способность Loihi выполнять поиск товаров по их изображениям. Они обнаружили, что нейроморфный чип генерирует векторы признаков изображения (image feature vectors) с улучшенной энергоэффективностью более чем в 3 раза по сравнению с традиционными центральным и графическим процессорами, сохраняя при этом тот же уровень точности. Данные этого исследования подкрепляют схожие результаты, полученные при выполнении поиска нейроморфной исследовательской системой Intel Pohoiki Springs, опубликованные в начале этого года. Эта система продемонстрировала способность Loihi искать векторы признаков в базах данных, содержащих миллионы изображений, в 24 раза быстрее, чем центральный процессор, потребляя при этом в 30 раз меньше электроэнергии.

- Оптимизация и поиск: Корпорация Intel и ее партнеры обнаружили, что Loihi может решать задачи оптимизации и поиска более чем в 1000 раз эффективнее и в 100 раз быстрее по сравнению с традиционными процессорами. Задачи оптимизации — такие, как задача удовлетворения ограничений (constraint satisfaction), потенциально имеют большую ценность для автономных устройств. Например, их реализация в беспилотных летательных аппаратах позволит дронам самостоятельно планировать и принимать сложные навигационные решения в режиме реального времени. Такой тип задач легко масштабируется до уровня центра обработки данных, помогая, например, в составлении расписания поездов или оптимизации логистических потоков.

- Роботизация: Исследователи из университета Ратгерса (Rutgers University) и технического университета Делфта (Delft University of Technology) продемонстрировали новые приложения роботизированной навигации и управления микродронами, работающие на базе Loihi. Дрон технического университета Делфта совершал приземления, анализируя поток оптических данных при помощи импульсной нейронной сети из 35 нейронов, работающих на частотах более 250 кГц. А в университете Ратгерса обнаружили, что решения на базе Loihi потребляют в 75 раз меньше энергии, чем обычные мобильные графические процессоры, без потерь в производительности. В работе, представленной на ноябрьской конференции по обучению роботов ( 2020 Conference on Robot Learning) исследователи Ратгерского университета показали, что Loihi может успешно изучать многочисленные задачи OpenAI Gym с такой же высокой точностью, как и глубокая сеть агентов (deep actor network), но при этом потребляет он в 140 раз меньше энергии, чем решение на базе мобильного графического процессора (GPU).

Кроме того, в рамках Intel Labs Day компания Intel вместе со своими партнерами провела две демонстрации новой нейроморфной робототехники. Совместно с исследователями из ETH Zurich, Intel продемонстрировала адаптивно-управляемую Loihi платформу контроля горизонта для дронов, достигая скоростей в контуре с обратной связью до 20 кГц с задержкой визуальной обработки всего в 200 микросекунд. Это в 1000 раз лучше по сравнению с традиционными решениями в плане эффективности и скорости. Решая задачу интеграции нейроморфного ПО, Intel и исследователи Итальянского технологического института (IIT) продемонстрировали одновременную работу множества когнитивных функций, выполняемых Loihi в роботизированной платформе iCub. Они включали в себя распознавание объектов, используя быстрый метод обучения за несколько кадров (few-shot learning), пространственное осознание этих изученных объектов и принятие решений в реальном времени в ответ на действия человека.

Почему это важно: Intel организовал INRC, поскольку считает, что никакая обособленная группа разработчиков, работая в одиночку, не сможет эффективно раскрыть весь потенциал нейроморфных вычислений. В ближайшие годы Intel планирует преодолеть сложности, связанные с разработкой нейроморфных вычислений, и перейти от исследовательских прототипов к выпуску готовых продуктов, сотрудничая с ведущими исследователями в этой области.

Присоединение компаний Lenovo, Logitech, Mercedes-Benz и Prophesee к INRC к существующими участниками сообщества из списка Fortune 500 и правительственных структур, свидетельствует о ее скором выходе из академических лабораторий в отраслевые прикладные области.

Что дальше: По мере развития сообщества INRC, Intel продолжит инвестировать в эту уникальную экосистему и взаимодействовать с ее участниками, предоставляя им технологическую поддержку. Одновременно с этим компания анализирует — в каких областях, решая какие задачи, нейроморфные вычисления могут принести миру реальную пользу. Кроме того, Intel продолжает перенимать опыт INRC и использует его в процессе разработки исследовательского прототипа нейроморфного чипа следующего поколения, который увидит свет в скором времени.

Пресс-служба Intel

Тема:Наука и технологии