Neurones électroniques : vers un ordinateur qui pense comme l'homme

On continue dans les avancées majeures en matière d'informatique, avec de la concurrence pour les futurs ordinateurs à base de neurones ! l'homme a toujours rêvé de faire des ordinateurs intelligents. Alors, le meilleur moyen c'est encore de copier le fonctionnement du cerveau. Stocker l'information et la traiter dans le même laps de temps semblait être réserver au cerveau de type biologique, les chercheur de l'université d'Exeter essayent de recréer des systèmes informatiques capables de cette prouesse concomitamment...

Des chercheurs de l’Université d’Exeter en Angleterre et les travaux des ingénieurs de Stanford permettent d’envisager la création de synapses et neurones électroniques dont le comportement imite les cellules cérébrales humaines.

Stocker et traiter des informations en même temps

Le papier anglais, publié dans la revue Advanced Materials, montre qu’il est possible de concevoir un système électronique qui traite et stocke l’information simultanément, à l’instar du cerveau humain. Dans un ordinateur classique, ces deux fonctions sont séparées. Très schématiquement, un processeur dispose de mémoires caches pour stocker les informations et d’unités de calcul pour les traiter. Néanmoins, en utilisant un alliage composé de germanium, antimoine et tellure similaire à la couche inscriptible des DVD-RW, il est possible de reproduire le même phénomène cérébral qui permet de stocker et traiter des informations concomitamment.

Ces recherches sont intéressantes, car elles montrent, pour la première fois que cet alliage aussi connu sous l’acronyme GST peut être utilisé comme support de stockage et unité de de calculs généraux, comme des additions soustractions, multiplications et divisions. Les scientifiques anglais envisagent même la création de « neurones artificiels et de synapses. Cela signifie qu’un système artificiel composé entièrement de matériaux à changement de phase pourrait apprendre et traiter une information à l’instar de nos propres cerveaux ». Le professeur David Wright qui a mené ces recherches affirme que « nous (les auteurs du papier, NDLR) avons révélé une technique pour potentiellement développer une nouvelle forme de systèmes informatiques imitant le cerveau qui pourrait apprendre, s’adapter et changer au fil du temps ».

Imiter les neurones et synapses humains

Les chercheurs de Stanford tirent exactement la même conclusion dans un article publié dans Nano Letters. Ils ont réussi à émuler le fonctionnement d’une synapse humaine à l’aide d’un composant nanoélectrique. Leurs recherches se sont aussi concentrées sur le fonctionnement d’une cellule GST imitant un neurone et des synapses. Concrètement, la structure moléculaire de cet alliage peut être amorphe ou cristalline. Néanmoins, l’alliage peut exhiber des états cristallins ou amorphes nuancés. Les recherches parlent de « pas de 1 % » et comparent ces changements aux variations d’intensité lumineuse d’une ampoule électrique. Une synapse GST aurait ainsi plus de 100 états. Ipso facto, un neurone électronique à base de germanium, antimoine et tellure peut stocker plus d’informations qu’un simple 1 ou 0 à l’instar des neurones humains.

De même, le cerveau apprend grâce à la répétition, car plus une synapse est stimulée, plus elle sera renforcée et plus elle sera encline à envoyer une information. De façon similaire, la résistance électrique d’un neurone GST s’abaisse lorsqu’il passe de l’état amorphe à l’état cristallin, modifiant le chemin électrique en fonction de son utilisation.

On imagine des ordinateurs plus rapides, consommant moins d’énergie, et doté d’une puissance de calcul se rapprochant du cerveau humain. Les recherches utilisent des outils de production et des matériaux déjà disponibles en grande quantité, ce qui est bon signe pour l’avenir des technologies discutées. Les universitaires de Stanford expliquent que leur but n’est pas de remplacer les processeurs que nous utilisons, mais de concevoir des systèmes complètement différents et qui sont aujourd’hui hors de portée. Pour cela, il faudra tout d’abord améliorer les rendements et la densité des synapses et neurones électroniques pour se rapprocher du cerveau humain. Il serait ainsi possible de concevoir des plateformes capables de traiter un nombre très important de données en parallèle pour servir d’aide décisionnelle ou permettre de mieux comprendre le fonctionnement du système cérébral humain.

Il faut tout de même prendre beaucoup de recul. La conquête du monde par Skynet n’aura pas lieu demain. Le supercalculateur le plus puissant aujourd’hui demande huit minutes et demie pour reproduire cinq secondes de comportement cérébral humain et demande 140 000 fois plus d’énergie.

Source : Presence-Pc

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