震惊，电脑竟然长了“鼻子”！
最后更新：2020-04-15 10:34:25 手机定位技术交流文章
谈到自动化，每个人都会想到计算机。传统的通用处理器，如中央处理器和图形处理器，特别擅长人类难以完成的任务，如高精度数学计算。但是说到人工智能，情况就不同了！它需要中央处理器来计算更复杂的东西，比如感情。
数码工具，如照相机、麦克风和温度传感器帮助计算机获得视觉、听觉和皮肤接触的“感觉”。然而，对于计算机来说，获取像嗅觉这样的抽象感官是极其困难的。
最近，《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对数学算法构建的研究成果。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。
换句话说，英特尔给了芯片一种嗅觉！结果，化学传感器领域寻找多年的“电子鼻系统”终于形成了。
除了有嗅觉，电脑也可能“进化”得更加智能。英特尔最新的神经模拟研究系统Pohoiki Springs已准备好为1亿个神经元提供计算能力。小哺乳动物的大脑！
芯片怎么会有嗅觉？什么是神经模仿系统？1亿个神经元的意义是什么？让边肖带您近距离观看英特尔的两大创新。
芯片如何长出“鼻子”？
在理解神经模拟芯片之前，让我们先看看人类是如何识别气味的。
当你拿起一个草莓并闻它时，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。无论你闻到草莓、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。
为了让机器识别气味，它们必须拥有和人类一样的思维和反馈方法。神经模拟芯片应运而生。通过应用神经科学的最新见解，他们可以制造出行为更像人脑而非传统电脑的芯片。
Loihi正是英特尔的神经模拟芯片的名字，它源自夏威夷海底不断喷发的活火山，意味着通过不断的自我学习，它可以获得更强大的人工智能能力。
Loihi处理器的设计思想源于人脑:单个芯片中128个小核，每个小核包含1000个神经元硬件设计架构，模拟多个“逻辑神经元”，支持多种学习模式的可扩展片上学习能力，实现多种神经网络突破。
正是这些“逻辑神经元”赋予了卢伊希辨别气味的能力。英特尔人工神经计算实验室的高级研究科学家纳比·伊玛姆说:“我们正在卢伊希开发神经算法，以模拟人类闻到气味时大脑的运行机制。”
Imam和他的团队使用了由72个化学传感器活动组成的数据集，对风洞实验中流通的10种气体物质(气味)做出反应。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芯片很快掌握了10种气味的神经表征，包括丙酮、氨和甲烷，即使有强烈的环境干扰也能识别。
Loihi芯片如何模拟大脑进行学习？即在Loihi芯片上运行一个简单的图像识别神经网络，就像儿童探索未知事物一样，Loihi首先通过“眼睛”看到物体，然后输入物体的名称，这样就可以快速准确地识别出它是什么。
传统方法包括深度学习解决方案，但是为了达到与Loihi相同的分类精度，该解决方案需要超过3000次的训练样本来学习每种气味。
还是有点困惑？这个视频可以让你更好地理解神经模拟计算！
1亿个神经元是什么意思？
电脑“捕捉”到了气味，人工智能的感觉变得更加立体和丰富，但这还不够！
你知道，人脑由大约1000亿个相互连接的神经元组成。关键是希望机器尽可能像人类一样“思考”，并尽可能多地复制这些联系。为了应对这种情况，英特尔将神经模拟研究系统中的神经元数量增加到了1亿！
这是最新的Pohoiki Springs，迄今为止最大的神经模拟计算系统。它由24个Nahuku主板组成，每个主板有32个芯片，总共集成了768个Loihi芯片和1亿个神经元。
Pohoiki Springs是扩展Loihi架构的下一步，该架构将768个Loihi神经模拟研究芯片集成到五个标准服务器大小的机箱中。
1亿个神经元，这意味着卢伊希的神经体积已经增加到一个小哺乳动物的大脑大小(仓鼠的神经元数量大约是9000万)，这是惊人的！
在自然界中，即使是最小的生物也能解决极其困难的计算问题。例如，尽管许多昆虫大脑中的神经元数量远低于100万，但它们可以实时视觉跟踪物体、导航和躲避障碍物。
数亿个神经元意味着人工智能已经在支持更大、更复杂的神经模拟工作负载的道路上迈出了重要的一步，并且有能力处理极其复杂的逻辑运算。
最直观的表达是人工智能可以处理一些非常困难的计算问题，类似于我们的大脑通常思考和解决的问题，例如如何计划未来的任务和决策，如何计划身体运动等。
神经模拟系统在硬件层面上复制神经元组织、通信和学习方法。Loihi和未来的神经模拟处理器将定义一种新的可编程计算模式，它可以满足世界上对通用智能设备日益增长的需求。
例如，在未来，装有“嗅觉”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具有巨大的潜力。
神经模拟芯片(Loihi)也可以应用于机场安检领域，可以更有效地识别各种有害物质的气味，提高安检效率和安全性。
患了某些疾病会发出一种特殊的气味，而波霍伊斯基弹簧系统的敏感“气味”可以被提前探测到，这在医学诊断中有很大的潜力。
在人脑这个仅占人体质量3%的器官中，1000亿个神经元与1万亿个突触相连。它的运行计算出世界面临的巨大信息量，而它的功耗只有20瓦。英特尔神经模拟计算实验室主任迈克·戴维斯说:“波霍伊基弹簧公司将我们的卢伊希神经模拟研究芯片扩展了750多倍，而工作功率却不到500瓦。”
当人工智能获得了更强大的“感知”世界的能力，那么在未来，他们像“人类”一样思考和学习将是一件自然的事情！
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