Distinguere l'infezione da COVID-19 attraverso l'apprendimento delle immagini dei raggi X del torace. Credito:Korea Institute of Science and Technology
Attualmente, i servizi di intelligenza artificiale si diffondono rapidamente nella vita quotidiana e in tutti i settori. Questi servizi sono abilitati collegando centri e terminali di intelligenza artificiale, come dispositivi mobili, PC, ecc. Questo metodo, tuttavia, aumenta il carico sull'ambiente consumando molta energia non solo per azionare il sistema di intelligenza artificiale ma anche per trasmettere dati. In tempo di guerra o di calamità, può diventare inutile a causa di interruzioni di corrente e interruzioni della rete, le cui conseguenze potrebbero essere ancora più gravi se si tratta di un servizio di IA nel campo della vita e della sicurezza. In quanto tecnologia di intelligenza artificiale di nuova generazione in grado di superare queste debolezze, la tecnologia "in-sensor computing" a bassa potenza e alta efficienza che imita il meccanismo di elaborazione delle informazioni del sistema nervoso umano sta attirando l'attenzione.
Il Korea Institute of Science and Technology (KIST, President Seok-Jin Yoon) ha annunciato che il suo team guidato dal Dr. Suyoun Lee (Center for Neuromorphic Engineering) è riuscito a sviluppare "neuroni sensoriali artificiali" che saranno la chiave per l'uso pratico di calcolo interno al sensore. I neuroni perfezionano vasti stimoli esterni (ricevuti da organi sensoriali come occhi, naso, bocca, orecchie e pelle) in informazioni sotto forma di picchi; e quindi, svolgono un ruolo importante nel consentire al cervello di integrare ed eseguire rapidamente compiti complessi come cognizione, apprendimento, ragionamento, previsione e giudizio con poca energia.
L'interruttore di soglia Ovonic (OTS) è un dispositivo di commutazione a due terminali che mantiene uno stato di alta resistenza (10–100 MΩ) al di sotto della tensione di commutazione e mostra una forte diminuzione della resistenza al di sopra della tensione di commutazione. In uno studio precedente, il team ha sviluppato un dispositivo neuronale artificiale che imita l'azione dei neuroni (integra e spara) che genera un segnale di picco quando il segnale di ingresso supera un'intensità specifica.
Il dispositivo 3T-OTS fornisce una piattaforma per lo sviluppo di neuroni sensoriali artificiali, che generano picchi che rispondono a stimoli esterni. Credito:Korea Institute of Science and Technology
Questo studio, pubblicato in Nano Letters , introduce un dispositivo con interruttore di soglia ovonico a tre terminali (3T-OTS) in grado di controllare la tensione di commutazione al fine di simulare il comportamento dei neuroni e trovare rapidamente e astrarre schemi tra grandi quantità di dati immessi negli organi sensoriali. Collegando un sensore al terzo elettrodo del dispositivo 3T-OTS, che converte gli stimoli esterni in tensione, è stato possibile realizzare un dispositivo neuronale sensoriale che modifica i pattern di spike in base agli stimoli esterni.
Il team di ricerca è riuscito a realizzare un dispositivo di neuroni visivi artificiali che imita il metodo di elaborazione delle informazioni degli organi sensoriali umani, combinando un 3T-OTS e un fotodiodo. Inoltre, collegando un dispositivo di neuroni visivi artificiali con una rete neurale artificiale che imita il centro visivo del cervello, il team ha potuto distinguere le infezioni da COVID-19 dalla polmonite virale con una precisione di circa l'86,5% attraverso l'apprendimento delle immagini dei raggi X del torace .
Il Dr. Suyoun Lee, direttore del KIST Center for Neuromorphic Engineering, ha dichiarato:"Questo dispositivo neurologico sensoriale artificiale è una piattaforma tecnologica in grado di implementare vari dispositivi neuronali sensoriali come la vista e il tatto, collegandosi con i sensori esistenti. È un edificio cruciale blocco per la tecnologia di elaborazione interna ai sensori."
Ha anche spiegato il significato della ricerca che "darà un grande contributo alla risoluzione di vari problemi sociali legati alla vita e alla sicurezza, come lo sviluppo di un sistema diagnostico per immagini mediche in grado di diagnosticare contemporaneamente agli esami, la previsione di malattie cardiache acute attraverso serie temporali analisi del modello del polso e della pressione sanguigna e realizzazione della capacità extrasensoriale di rilevare le vibrazioni al di fuori della frequenza udibile per prevenire incidenti di crollo di edifici, terremoti, tsunami, ecc." + Esplora ulteriormente
