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Neuronas artificiales chips neuromórficos
Con
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Ignacio Crespo explica cómo un artículo ha encontrado una forma de crear pequeñas neuronas artificiales para componer nuevos chips neuromórficos, destacando una propiedad que estos tienen en común con la activación real de las neuronas.
…eso hay que encontrar el truco ¿Dónde están las diferencias? Porque estará ahí, ¿no? Estará en una de las diferencias, el truco que usa el cerebro y que no están haciendo las inteligencias artificiales Por ejemplo, su procesamiento en paralelo o, y esto es. en lo que insisten realmente los chips neuromórficos, que es a lo que vamos que es que el cerebro no tiene tan divididas las estructuras que se encargan de la memoria, de procesar información, de la atención en principio casi cualquier parte de la corteza cerebral puede hacer de forma paralela todas esas funciones evidentemente luego hay partes más específicas, por ejemplo para la memoria a corto plazo, siempre hablamos de los hipocampos pero se almacena memoria también en la corteza cerebral, memoria motora en zonas relacionadas con el control motor. Hay ese solapamiento. Así que los chips neuromórficos en cierto modo intentan hacer Esto utilizando distintas estrategias. Pero ahora entraremos un poco en cuál es la que tienen en común con este artículo. Este artículo lo que dice es: hemos encontrado una forma de crear pequeñas neuronas artificiales que sumadas podrían componer nuevos chips neuromórficos que tienen una propiedad, y por eso le llaman neuronas artificiales, que no tendrían estos perceptrones y que se parece más a cómo se activan realmente las neuronas. Porque ese perceptrón hace algo tremendamente básico. De hecho, en el artículo lo comentan como si hubiera tres niveles de complejidad y el primer nivel de complejidad es el más sencillo. Integran la información y disparan. Le das la información con las neuronas previas, la suma y dispara. Punto. Una vez. Pero hay un segundo nivel de complejidad que no está. en estas neuronas, este estilo, que hay algunas en nuestro cerebro que se comportan así, sino en las neuronas, por ejemplo, de Purkinje, que están sobre todo en el cerebelo. Estas neuronas lo que tienen es que son capaces de, una vez las estímulos, bueno,…
Significado #1 · Palabras #1
Ignacio Crespo analiza una nota de prensa sobre la creación de una neurona artificial y explica que, aunque suena impresionante, sus capacidades son limitadas y aún no se han realizado pruebas sólidas.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #9 · Palabras #2neurona artificial capacidades limitadasinterfaces cerebro máquina biocompatiblesperceptron multicapa maria análisisanalogía neurona pruebas sólidas…he arrepentido, pero hay que darle un tirón de orejas a la institución de la nota de prensa porque se han venido muy arriba. Muy, muy arriba. Vamos a partir de eso para que nadie se haga ilusiones y luego realmente contamos lo que es interesante, que lo es. En la nota de prensa decían, efectivamente tenemos una neurona artificial, una neurona artificial con las capacidades correctas para comunicarse con un sistema nervioso que parece ser además biocompatible, que puede utilizarse pues eso, para hacer interfaces cerebro-máquina, tal vez chips neuromórficos, sonaba impresionante y es verdad a medias. ¿Podría? Pues subrayamos mucho el podría, no han hecho pruebas sólidas de su utilidad, de sus aplicaciones y llamarle neurona es pues una analogía, pero realmente si sabemos un poco de qué van estas cuestiones, eso sí nos lo podíamos oler. Entonces, sabiendo eso, vamos poco a poco y me gusta mucho una cosa, que es que hace un rato María has dicho, han usado un perceptron multicapa, no sé muy bien qué significa eso, bueno pues tiene todo que ver con esto. Nos vamos a remontar un poco, porque aquí en cualquier caso como eje tenemos la relación que existe entre una inteligencia artificial, una arquitectura de este estilo y la arquitectura del cerebro; el intento de comunicarse entre esos dos mundos, de decir:…
Ignacio Crespo explica cómo la combinación en capas de una neurona artificial abstracta dio lugar a las primeras inteligencias artificiales, estableciendo un paralelismo con las redes neuronales naturales del cerebro.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #14 · Palabras #9neurona artificial abstracta en capasredes neuronales naturales del cerebrointegración de impulsos entre neuronasumbral de despolarización neuronalneuronas inhibidoras y estímulo…de una neurona, una neurona más o menos, que era capaz de recibir una información, integrarla de hecho de distintos inputs, como que juntaba esos estímulos en su cuerpo, vamos a imaginarlo así, y luego daba una respuesta. Y a esto le llamaron perceptrón. Esta neurona artificial abstracta, combinándola por capas, pues teníamos unas primeras inteligencias artificiales; podríamos pensar en cuanto a que, bueno, se relacionaban de forma similar a las redes neuronales naturales que hay en nuestro cerebro. Muchas neuronas que se comunican entre ellas y que hacen dos cosas: integran impulsos, esto es que una neurona recibe impulsos de distintas neuronas y luego dan una respuesta. ¿Cuándo? Cuando el estímulo que han integrado, sumado de las distintas neuronas, supera un umbral. Si entre todas superan determinado umbral, yo disparo, me despolarizo, que es como se llama. Entonces, esto puede ser para estimular otras neuronas o puede ser con neuronas inhibidoras. Neuronas inhibidoras son aquellas que si reciben suficiente estímulo de otras neuronas, el impulso que comunican no es para activar. otras neuronas, es para inhibirlas. Ahí ya vemos un mundo, en este punto sí que es muy interesante como los modelos representaban bien lo poco que sabíamos sobre estas redes neuronales, como se desarrollaron algunos sistemas de aprendizaje, como creíamos que…
Ignacio Crespo explica cómo un artículo ha encontrado una forma de crear pequeñas neuronas artificiales para componer nuevos chips neuromórficos, destacando una propiedad que estos tienen en común con la activación real de las neuronas.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #1 · Palabras #1chips neuromórficos emulan cerebro humanomemoria procesamiento atención corteza cerebralhipocampos almacena memoria a corto plazomemoria motora control motorneuronas artificiales chips neuromórficosperceptrones activación real neuronasartículo ignacio crespo niveles complejidad…eso hay que encontrar el truco ¿Dónde están las diferencias? Porque estará ahí, ¿no? Estará en una de las diferencias, el truco que usa el cerebro y que no están haciendo las inteligencias artificiales Por ejemplo, su procesamiento en paralelo o, y esto es. en lo que insisten realmente los chips neuromórficos, que es a lo que vamos que es que el cerebro no tiene tan divididas las estructuras que se encargan de la memoria, de procesar información, de la atención en principio casi cualquier parte de la corteza cerebral puede hacer de forma paralela todas esas funciones evidentemente luego hay partes más específicas, por ejemplo para la memoria a corto plazo, siempre hablamos de los hipocampos pero se almacena memoria también en la corteza cerebral, memoria motora en zonas relacionadas con el control motor. Hay ese solapamiento. Así que los chips neuromórficos en cierto modo intentan hacer Esto utilizando distintas estrategias. Pero ahora entraremos un poco en cuál es la que tienen en común con este artículo. Este artículo lo que dice es: hemos encontrado una forma de crear pequeñas neuronas artificiales que sumadas podrían componer nuevos chips neuromórficos que tienen una propiedad, y por eso le llaman neuronas artificiales, que no tendrían estos perceptrones y que se parece más a cómo se activan realmente las neuronas. Porque ese perceptrón hace algo tremendamente básico. De hecho, en el artículo lo comentan como si hubiera tres niveles de complejidad y el primer nivel de complejidad es el más sencillo. Integran la información y disparan. Le das la información con las neuronas previas, la suma y dispara. Punto. Una vez. Pero hay un segundo nivel de complejidad que no está. en estas neuronas, este estilo, que hay algunas en nuestro cerebro que se comportan así, sino en las neuronas, por ejemplo, de Purkinje, que están sobre todo en el cerebelo. Estas neuronas lo que tienen es que son capaces de, una vez las estímulos, bueno,…
Ignacio Crespo describe un nuevo avance en el desarrollo de chips neuromórficos, destacando cómo investigadores han logrado simular neuronas que disparan por ráfagas, una característica compleja hasta ahora inalcanzada.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #2 · Palabras #3chips neuromórficos simulan neuronasráfagas de disparo en neuronas artificialesinvestigadores logran complejidad chips neuromórficoseficiencia cerebro para nuevos chips…de forma constante, incluso sin estímulo externo, están disparando trenes de estímulos hasta que reciben suficiente impulso otras neuronas y entonces se inhiben, vamos a decirlo de esa forma. Pero tienen un comportamiento diferente, se disparan de otra forma. Y un tercero, que no es ni integran información y disparan una vez, ni disparan de forma constante por defecto, sino que disparan por ráfagas. Pero eso ya requiere una complejidad que, bueno, pues en este artículo plantean que no se había conseguido de esta manera hasta ahora y que ellos sí lo han logrado. esto está muy bien, esto es muy interesante y realmente podría ser clave para desarrollar sistemas que se comuniquen con nuestro cerebro que aprovechen la eficiencia de nuestro cerebro para diseñar estos nuevos chips neuromórficos pero no lo son todavía no lo son y eso es importante subrayarlo así que ¿qué hacen aquí? Yo aquí he tenido que buscar cosas porque la verdad es que se escapaba de lo que normalmente se ve. De hecho está publicado, no lo he dicho, en Nature Nanotechnology, no en una revista generalista ni en una revista dedicada a neurociencia, sino…
Ignacio Crespo explica el funcionamiento interno de un circuito electrónico, detallando sus componentes como resistencias, fuentes de voltaje, condensadores y memristores.
Habla: Ignacio CrespoPalabras #7almacenamiento de información memsistoresignacio crespo circuitos electrónicos…Bueno, pues tienen sus motivos y esto es lo que quiero contaros, en el circuito que imaginó Hawking y Huxley en su momento que lo representaron tal cual como un circuito eléctrico podemos hacer muchos cambios suficientes hasta llegar aquí los componentes. que ellos plantean en este circuito tienen distintas funciones tienen resistencias tienen las fuentes de voltaje tienen condensadores y tienen una cosa que llaman memsistores memresistores esto lo que hace es en general en los chips neuromórficos se utilizan estructurales estructuras con este nombre cuya propiedad es que son capaces de recordar, o sea, de almacenar información y no solamente de procesarlo. En este caso, aunque le llaman así, y esto puede dar lugar a cierta confusión, no es esta la función que tiene. Lo que ellos quieren es producir un comportamiento extraño en cómo se conduce la electricidad. Normalmente, cuando un material se calienta, la resistencia al paso de la electricidad aumenta; entonces, esto afecta al voltaje, afecta a la corriente,…
Ignacio Crespo explica cómo el disulfuro de molibdeno presenta un comportamiento inusual al calentarse, disminuyendo su resistencia y aumentando la corriente, lo que busca emular la forma en que se dispara una neurona.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #12 · Palabras #15disulfuro de molibdeno imita disparo neuronalonda gráfica corriente simula neuronaneuronas artificiales materiales sencillosimpulsos neuronales artificiales ignacio crespográfica rectangular subida bajada neuronalamplitud frecuencia impulsos neurona natural…su paso. Pero en el caso de este disulfuro de molibdeno pasa lo contrario: cuando se calienta, precisamente por efecto Joule al paso de la corriente, la resistencia cae y entonces la corriente aumenta. Y esto es lo ideal, lo que ellos necesitan para. que el comportamiento, la onda que se genera en la gráfica cuando representas la corriente, se parezca más Más, al menos, a cómo se dispara una neurona. Y esto ya es una cuestión que algunos críticos dirán que es puramente estética. Voy a intentar contarla muy fácil. Cuando se hacían neuronas artificiales con otros materiales más sencillos, Lo que vemos es que cuando la neurona dispara, la gráfica es una meseta, con una subida perfectamente vertical, rectangular prácticamente; esa subida y esa bajada, y ya está. Y había trenes de impulsos que podías hacer uno detrás de otro, en función de la amplitud y de la frecuencia, pues podías estimular unas neuronas naturales cuando lo conectabas con el cerebro u otras. Bueno, eso está muy bien. Pero ellos decían: el cerebro realmente, si yo mido cómo se despolariza la neurona, no veo esta subida abrupta, esta meseta perfectamente plana y esta bajada. Veo como dientes de sierra. Y aquí viene lo que son posiblemente especulaciones: si consigo hacerlo…
Ignacio Crespo explica cómo investigadores han logrado simular las propiedades de las membranas neuronales utilizando disulfuro de molibdeno, creando circuitos relativamente sencillos que imitan disparos neuronales complejos.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #7disulfuro de molibde simula membranas neuronalesráfagas con sistema relativamente sencillocircuito imita membrana de una neuronamembranas neuronales circuitos electrónicoscanales iónicos superficie neuronalgeometría membrana impulso eléctrico…acumular por las propiedades que tiene la membrana; pues con esta combinación de dos osciladores, o así por resumir porque no le llaman oscilador a los dos por separado, pero bueno, sería eso, un oscilador de Persson-Anson, se comportaría con esta latencia. Entonces, bueno, la idea es interesante, configuran todo esto, utilizan el disulfuro de molibde, lo prueban y efectivamente el registro eléctrico que hacen se parece mucho y pueden además, cambiando algunas variables, conseguir esos tres niveles de complejidad, el spike o disparo simple que estábamos comentando, ese que es tónico que se mantiene como uno detrás de otro misma frecuencia, consiguen también esas ráfagas y además con un sistema que es relativamente sencillo porque no requieres una complejidad enorme en el circuito para que se comporte de una manera tan compleja y tan análoga a la membrana de una neurona. Recordemos que la membrana de una neurona es muchísimo más compleja que todo esto; no solamente tiene una cantidad incontable de canales iónicos en su superficie, sino que la propia geometría de esa membrana afecta a cómo se propaga el impulso eléctrico por ella. Así que tengamos en cuenta eso, la gran cantidad de conexiones que establecen entre sí y todos esos factores. Pero bueno, lo hacen, más o menos les sale esta simplificación. Y deciden llevarlo un paso más allá. Ellos cogen células de Purkinje, que son estas células del cerebelo que estábamos contando: unas células que tienen neuronas con una grandísima cantidad de conexiones con otras. Siempre en un mismo plano, eso es muy…
Ignacio Crespo confirma que han logrado estimular neuronas naturales con una neurona artificial, lo que indica alta eficiencia y se relaciona con estrategias previamente mencionadas.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #4 · Palabras #11neurona artificial estimula neuronas naturaleseficiencia alta de la neurona artificialignacio crespo confirma estrategia neuronal…ser un poco criticable pudiendo tener más variabilidad, pero bueno, cogen 14 cortes en total y los mantienen funcionales; no voy a decir vivos, que eso es un poco tal vez controvertido, pero funcionales, y los estimulan a través de este sistema y dicen: ¡eh! Confirmado, conseguimos estimular las neuronas naturales con esta neurona artificial. Eso significa que es tremendamente eficiente. Bueno, esto ya se hacía; lo que pasa es que la estrategia que están siguiendo ellos es interesante por otras cosas que no hemos nombrado a pesar de que eran principales en el título, como por ejemplo que esta neurona. Está impresa, esta neurona una de las cosas buenas que tiene es que es flexible, que está impresa con un aerosol, digamos imaginarlo así, capas sobre capas y que además frente a otros compuestos que se han utilizado para tener también esta propiedad de cuando…
Francis Villatoro continúa la conversación sobre memristores, mencionando su menor consumo de potencia en comparación con los transistores tradicionales y el interés en su uso para ingeniería neuromórfica.
Habla: Francis VillatoroPalabras #6memristores menor consumo potenciaingeniería neuromórfica ignaciocomputación imitación neuronasgrupos españoles ingeniería neuromórfica…casi de que era el memristor de Chua. Se ha logrado ese dispositivo que ideó Chua, démosle el premio Nobel a Chua, pero cuidado: es un dispositivo activo; cuando cruzamos el nanohilo el dispositivo ya no es pasivo, es activo y este tipo de memristores en Cualquier caso son dispositivos que, como ha comentado Ignacio, consumen mucha menos potencia que los dispositivos activos basados en transistores con lo que se ha propuesto. Llevamos ya más de 10 años con una enorme cantidad de propuestas de usar este tipo de dispositivos en computación, en lo que se llama ingeniería neuromórfica, en utilizar, imitar neuronas, imitar sistemas que consumen poca potencia para realizar cómputo y eso, bueno, ahí tenemos varios grupos españoles que están haciendo cosas muy interesantes y eso se publica mucho. Entonces, hay una línea que es esa de imitar neuronas. Y hay otras líneas que es directamente tratar de usar esto como nuevo sistema de cómputo alternativo a la GPU y a las TPU para inteligencia artificial con sistemas profundos, de aprendizaje profundo. Eso todavía no ha dado el pelotazo y este tipo de…