如何让计算机芯片拥有敏锐的嗅觉
最后更新：2020-03-18 15:15:31 手机定位技术交流文章
《自然-机器智能》杂志报道了英特尔和美国康奈尔大学科学家在构建数学算法方面的研究成果在研究人员的指导下，卢伊希很快掌握了10种不同气味的神经表征。
英特尔研究院科学家Nabil Imam在美国加利福尼亚州圣克拉拉的神经模拟计算实验室持有一个Loihi神经模拟测试芯片他和美国康奈尔大学的一个研究小组正在计算机芯片上构建数学算法，以模拟人们闻到某种气味时大脑神经网络的反应。(图片来源:瓦尔登基尔希/英特尔公司)
美国英特尔研究所神经模拟计算小组高级研究科学家纳比·伊玛目和康奈尔大学嗅觉神经生理学家拥有神经模拟博士学位的伊玛目解释道:“康奈尔大学的研究人员负责研究动物的生物嗅觉系统，并测量动物闻到气味时的脑电波活动根据这些电路图和电脉冲，我们推导出一套算法，并将其配置在神经模拟芯片上，特别是在我们的Loihi测试芯片上。Loihi是英特尔的神经模拟计算芯片，可以将生物大脑中的计算原理应用到计算机架构中
首先，我们如何识别气味:如果你拿起一个葡萄柚并闻到它，水果分子会刺激鼻腔中的嗅觉细胞鼻腔里的细胞会立即向你大脑的嗅觉系统发送信号，在那里，一组相互连接的神经元发出的电脉冲会产生气味。无论你闻到的是葡萄柚、玫瑰还是有害气体，你大脑中的神经网络都会产生物体的独特感觉。同样，你的视觉和听觉、记忆、情感和决策都有自己的神经网络，它们是以特定的方式计算出来的。
9 Loihi学会了检测复杂混合物的不同气味:Imam和他的团队使用了一个数据集，该数据集由72个化学传感器活动组成，对风洞实验中循环的10种气体物质(气味)做出响应。传感器对各种气味的反应被传送到Loihi，它的芯片电路模拟嗅觉背后的大脑电路。Loihi芯片快速掌握了丙酮、氨气和甲烷等10种气味的神经表征，即使有强烈的环境干扰也能识别。虽然你家里的烟雾和一氧化碳探测器可以使用传感器来探测气味，但它们无法区分不同的气味。尽管一旦探测到空气中的有害分子，它们就会发出警报，但它们不能被智能分类。
的未来应用:Imam表示，多年来，化学传感领域一直在寻找智能、可靠和快速响应的化学传感处理系统，即“电子鼻系统”。他看到了携带神经模拟芯片的机器人在环境监测、有害物质检测和工厂质量控制方面的潜在应用。此外，该系统还可以应用于医学诊断，因为某些疾病会发出特定的气味。另一个例子是，配备有神经模拟芯片的机器人可以应用于机场安检区域，以更有效地识别危险物质。
在未来增加了更多的意义:伊玛目说，“我的下一个计划是将这种方法扩展到更广泛的应用领域，从感官场景分析(理解你观察到的各种物体之间的关系)到抽象问题，如计划和决策。”理解大脑的神经网络如何解决这些复杂的计算问题，将为设计高效和强大的机器智能提供重要启示。“
需要克服的挑战:伊玛目说嗅觉领域存在一些挑战当你走进一家杂货店，你可能会闻到草莓的味道，但这种味道可能类似于蓝莓或香蕉的味道，它们会触发大脑中非常相似的神经活动模式。有时候，人类甚至很难区分这是水果味还是各种气味的混合。当系统闻到来自意大利和加州的草莓时，它可能会出错。这两种草莓可能有不同的气味，但需要归为一类。伊玛目说:“这些是我们目前在研究嗅觉信号识别时面临的挑战。我们希望在未来几年内解决这些问题，以便这些产品能够解决现实世界中的问题，而不仅仅是实验室中演示的实验问题。”在伊玛目看来，他的工作是“发生在神经科学和人工智能技术交叉领域的当代研究的典范。”
本文由 在线网速测试 整理编辑，转载请注明出处。
