近日，英特爾實(shí)驗(yàn)室和康奈爾大學(xué)的研究人員展示了英特爾神經(jīng)形態(tài)研究芯片Loihi的獨(dú)特功能，它僅憑氣味就能識(shí)別出各種有害化學(xué)物質(zhì)。研究人員說，Loihi分析和鑒定了測試樣本中的每一種化學(xué)物質(zhì)，而沒有破壞之前對氣味的記憶。Loihi也顯示出比傳統(tǒng)識(shí)別系統(tǒng)更高的準(zhǔn)確性，包括深度學(xué)習(xí)。

（圖為：英特爾實(shí)驗(yàn)室）

　　相比之下，深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)需要大約3000倍的樣本訓(xùn)練才能達(dá)到與Loihi相同的水平。英特爾實(shí)驗(yàn)室高級研究科學(xué)家納比爾伊瑪姆說：我們正在開發(fā)Loihi上的神經(jīng)算法，以模擬聞到氣味后大腦中發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)。這項(xiàng)工作是當(dāng)代神經(jīng)科學(xué)和人工智能交叉的一個(gè)模型，展示了Loihi提供有利于所有行業(yè)的重要感知能力的潛力。

　　據(jù)報(bào)道，作為一種硬件，英特爾Loihi芯片被設(shè)計(jì)用來模擬人腦處理和解決問題的方式。這是在2017年9月首次宣布的，當(dāng)時(shí)英特爾稱之為“不可思議的學(xué)習(xí)速度”該芯片在利用已知知識(shí)推斷新數(shù)據(jù)的能力上是獨(dú)一無二的，這使得它的學(xué)習(xí)過程隨著時(shí)間呈指數(shù)級加速。Loihi芯片采用基于“神經(jīng)形態(tài)計(jì)算”的架構(gòu)設(shè)計(jì)，靈感來自科學(xué)家對人類大腦的理解及其最新解決問題的研究。

　　根據(jù)發(fā)表在《自然機(jī)器智能》雜志上的一項(xiàng)研究，我們可以看到英特爾實(shí)驗(yàn)室和康奈爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)是如何根據(jù)人腦嗅覺回路的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)，從頭開始構(gòu)建這種神經(jīng)算法的。

　　該芯片現(xiàn)在可以學(xué)習(xí)和識(shí)別10種不同危險(xiǎn)化學(xué)品的氣味，這與人腦感知不同氣味的原理相同。例如，當(dāng)一個(gè)人拿起一個(gè)葡萄柚聞起來，水果的分子會(huì)刺激鼻子里的嗅覺細(xì)胞，并將相關(guān)信號發(fā)送到大腦。相互連接的神經(jīng)元中的電脈沖可以產(chǎn)生一種獨(dú)特的嗅覺感受。

　　英特爾研究人員解釋說：“無論你聞到柚子、玫瑰還是有害氣體的味道，大腦中的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)都會(huì)產(chǎn)生一種特定于物體的感覺。視覺和聽覺的感覺是相似的，大腦的記憶、興趣和決定都以特定的方式與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算相關(guān)?！?/p>

　　在最新的研究中，英特爾團(tuán)隊(duì)使用了一組數(shù)據(jù)，其中包括大腦中72種已知化學(xué)受體的活性，以及它們對每種物質(zhì)的化學(xué)氣味的反應(yīng)。研究小組利用Loihi上所謂的“生物醇回路”的數(shù)據(jù)，使Loihi能夠識(shí)別出每種氣味的神經(jīng)回路。

　　Moor Insights and Strategy的分析師帕特里克·穆爾黑德（Patrick Moorhead）告訴矽角（Silicon ANGLE），這項(xiàng)研究是確定各種有害化學(xué)物質(zhì)氣味的神經(jīng)形態(tài)的一個(gè)很好的例子。展望未來，這項(xiàng)技術(shù)可以作為一種“電子鼻系統(tǒng)”來幫助醫(yī)生診斷各種疾病。其他用途包括開發(fā)更有效的煙霧/一氧化碳報(bào)警器，或在機(jī)場開發(fā)爆炸性生物探測系統(tǒng)。接下來，團(tuán)隊(duì)還希望將該技術(shù)擴(kuò)展到更多的問題解決方案，從感官場景分析（理解觀察對象之間的聯(lián)系）到抽象問題（如規(guī)劃和決策）。