英特爾研發(fā)Loihi神經形態(tài)芯片，可識別氣味中的有害化學物質

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

（圖為：英特爾實驗室）

　　相比之下，深度學習系統(tǒng)需要大約3000倍的樣本訓練才能達到與Loihi相同的水平。英特爾實驗室高級研究科學家納比爾伊瑪姆說：我們正在開發(fā)Loihi上的神經算法，以模擬聞到氣味后大腦中發(fā)生的相關反應。這項工作是當代神經科學和人工智能交叉的一個模型，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)報道，作為一種硬件，英特爾Loihi芯片被設計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，當時英特爾稱之為“不可思議的學習速度”該芯片在利用已知知識推斷新數(shù)據(jù)的能力上是獨一無二的，這使得它的學習過程隨著時間呈指數(shù)級加速。Loihi芯片采用基于“神經形態(tài)計算”的架構設計，靈感來自科學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《自然機器智能》雜志上的一項研究，我們可以看到英特爾實驗室和康奈爾大學的研究團隊是如何根據(jù)人腦嗅覺回路的結構和動力學，從頭開始構建這種神經算法的。

　　該芯片現(xiàn)在可以學習和識別10種不同危險化學品的氣味，這與人腦感知不同氣味的原理相同。例如，當一個人拿起一個葡萄柚聞起來，水果的分子會刺激鼻子里的嗅覺細胞，并將相關信號發(fā)送到大腦。相互連接的神經元中的電脈沖可以產生一種獨特的嗅覺感受。

　　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，大腦中的神經元網絡都會產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網絡和計算相關?！?/p>

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

　　Moor Insights and Strategy的分析師帕特里克·穆爾黑德（Patrick Moorhead）告訴矽角（Silicon ANGLE），這項研究是確定各種有害化學物質氣味的神經形態(tài)的一個很好的例子。展望未來，這項技術可以作為一種“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/一氧化碳報警器，或在機場開發(fā)爆炸性生物探測系統(tǒng)。接下來，團隊還希望將該技術擴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）。