El nuevo sistema Pohoiki Beach de Intel, compuesto de 64 chips neuromórficos, está inspirado en el cerebro humano

Intel ha anunciado la disponibilidad para la comunidad investigadora de un sistema neuromórfico de 8 millones de neuronas, compuesto de 64 chips de investigación Loihi, denominado Pohoiki Beach. Gracias a éste, los investigadores podrán experimentar con el chip de investigación, cuyo diseño está inspirado en el cerebro humano.

Este chip aplica los principios de los cerebros biológicos a las arquitecturas informáticas. Loihi permite a los usuarios procesar información de una manera hasta 1.000 veces más rápida y 10.000 veces más eficiente que las CPUs empleadas en aplicaciones especializadas, incluyendo codificación dispersa, búsqueda de gráficos y problemas de cumplimiento de restricciones.

“Estamos impresionados con los resultados iniciales que hemos obtenido a medida que escalamos Loihi para crear sistemas neuromórficos más potentes. Pohoiki Beach estará disponible para más de 60 socios de nuestro ecosistema, que emplearán este sistema especializado para resolver problemas complejos con elevados requisitos informáticos”, ha comentado Rich Uhlig, director general de Intel Labs.

Gracias a la introducción de Pohoiki Beach, los investigadores podrán escalar de modo eficiente sus nuevos algoritmos inspirados en redes neuronales, como codificación dispersa (sparse coding), localización y modelado simultáneos (simultaneous localization and mapping, SLAM) y planificación de trayectos, capaces de aprender y adaptarse en base a los datos introducidos. Pohoiki Beach representa un hito importante en la labor de investigación neuromórfica de Intel y sienta las bases para el objetivo marcado por el equipo de Intel Labs de aumentar la arquitectura hasta los 100 millones de neuronas hacia finales de este año.

Pohoiki Beach está compuesto de 64 chips de investigación Loihi.

Dar continuidad a las mejoras de capacidad y rendimiento que establece la Ley de Moore requerirá algo más que un continuo proceso de aumento de nodos. A medida que las nuevas cargas de trabajo informático complejas se van convirtiendo en la norma, también aumenta la necesidad de arquitecturas especializadas y diseñadas para aplicaciones específicas.

El sistema neuromórfico Pohoiki Beach demuestra los beneficios de una arquitectura especializada para aplicaciones emergentes, incluyendo algunos de los problemas informáticos más arduos relacionados con internet de las cosas (IoT) y dispositivos autónomos. Gracias al empleo de este tipo de sistemas especializados, en lugar de tecnologías informáticas de uso general, podemos esperar ganancias de varios órdenes de magnitud en velocidad y eficiencia en una amplia gama de aplicaciones del mundo real, como vehículos autónomos, hogares inteligentes y ciberseguridad.

Mediante la introducción de Pohoiki Beach, Intel facilitará que el ecosistema global de socios pueda continuar liderando la expansión una investigación de algoritmos inspirados en redes neuronales.

Los investigadores han empleado sistemas Loihi para resolver retos como proporcionar capacidades de adaptación a la pierna prostética AMPRO.

Por ejemplo, durante el taller sobre ingeniería cognitiva neuromórfica 'Telluride Neuromorphic Cognition Engineering Workshop' celebrado recientemente, los investigadores han empleado sistemas Loihi para resolver retos en la vanguardia de la ingeniería neuromórfica. Entre estos proyectos se incluyen proporcionar capacidades de adaptación a la pierna prostética AMPRO, el seguimiento de objetos mediante cámaras en base a eventos emergentes, automatización de un futbolín a través percepción y control neuromórfico, aprender a controlar un péndulo linear invertido e inferir datos táctiles de la piel electrónica de un robot iCub.

Además del trabajo producido por Telluride, otros socios de investigación ya están obteniendo beneficios mediante la utilización de Loihi a gran escala:

“Gracias al chip Loihi hemos logrado demostrar un consumo 109 veces menor en un estándar de aprendizaje profundo en tiempo real frente a una GPU y hasta 5 veces menor en comparación con hardware especializado para inferencia de IoT”, explicó Chris Eliasmith, consejero delegado de Applied Brain Research y catedrático de la Universidad de Waterloo. “Es más, a medida que aumentamos 50 veces la escala de la red, Loihi mantiene los resultados de rendimiento en tiempo real requiriendo tan solo un 30 por ciento más de consumo, mientras que el hardware IoT consume un 500 por ciento más y deja de operar en tiempo real”.

“Loihi nos ha permitido obtener un pico en redes neuronales que imita las representaciones y comportamiento de las redes neuronales del cerebro. La solución SLAM ha surgido como un producto de la estructura de la red. Hemos analizado la red basada en Loihi mediante estándares y hemos visto la misma precisión con un consumo 100 veces menor en comparación con los métodos SLAM basados en CPU empleados generalmente para robots móviles” dijo el Profesor Konstantinos Michmizos de la Universidad Rutgers al describir el trabajo de su laboratorio sobre SLAM que será presentado durante la 'Conferencia Internacional sobre Robots y Sistemas Inteligentes (Intelligent Robots and Systems, IROS)' en noviembre.

El nuevo descubrimiento de Intel también ha permitido a los investigadores realizar la automatización de un futbolín a través percepción y control neuromórfico.

En 2017, Intel presentó Loihi, su primer chip de investigación neuromórfica, el cual introdujo un importante avance para desarrollo de hardware neuromórfico. En marzo de 2018, la compañía estableció la Comunidad de Investigación Neuromórfica Intel (Intel Neuromorphic Research Community, INRC) para impulsar el desarrollo de algoritmos, software y aplicaciones neuromórficos. A través de INRC, Intel proporciona acceso a sistemas Loihi en la nube, así como a Kapoho Bay, un sistema basado en Loihi con factor de forma USB que ha acelerado la investigación sobre aplicaciones de tecnologías neuromórficas para el mundo real.

El anuncio realizado ahora sobre Pohoiki Beach acelera esta labor al proporcionar mayor escala y capacidad informáticas a los socios de investigación de Intel.

A finales de este año, Intel presentará un sistema Loihi aun mayor denominado Pohoiki Springs, el cual se basará en la arquitectura Pohoiki Beach para ofrecer un rendimiento y eficiencia “sin precedentes” para cargas de trabajo neuromórficas de gran escala.

Los ingenieros de Intel esperan que los resultados de estos sistemas de investigación permitan cuantificar las ganancias generadas por los nuevos métodos de informática neuromórfica y contribuyan a clarificar las áreas de aplicación más adecuadas para esta tecnología. La investigación allana el camino para una eventual comercialización de esta tecnología.