Il fut un temps où les ordinateurs et le cerveau humain habitaient des univers parallèles, incapables de véritablement communiquer entre eux. Le premier, très efficace en calcul mais aveugle à la complexité du monde réel ; le deuxième, un miracle évolutif dans l’interprétation du chaos visuel mais limité en puissance de calcul pure. Aujourd’hui, cet écart se réduit grâce à la puce neuromorphique. développé à l'Université RMIT. Cet appareil microscopique fait plus que simplement voir : il interprète et mémorise, tout comme le fait notre cerveau. Sans dépendre d’ordinateurs externes, il détecte les mouvements, crée des souvenirs visuels et traite les informations avec une efficacité énergétique qui fait honte aux systèmes numériques traditionnels.
Au cœur de cette révolution des puces neuromorphiques se trouve le disulfure de molybdène, un matériau si fin qu'il est presque bidimensionnel, mais capable de se comporter comme les neurones de notre cerveau.
La structure du cerveau artificiel
L'appareil utilise une approche radicalement différente des systèmes traditionnels vision artificielle. Au lieu de capturer et d’analyser chaque image (ce qui nécessite d’énormes ressources de calcul), la puce neuromorphique détecte uniquement les changements significatifs dans l’environnement environnant, un processus connu sous le nom de « détection des contours ».
Comme l'explique le professeur Sumeet Walia, directeur du Centre des matériaux et capteurs optoélectroniques du RMIT :
« Ce dispositif de test imite la capacité de l’œil humain à capter la lumière et la capacité du cerveau à traiter les informations visuelles. »
Cela vous permet de percevoir instantanément les changements dans l'environnement et créer des souvenirs sans consommer d’énormes quantités de données et d’énergie.
La technologie est basée sur la réseaux de neurones à pointes (SNN), qui fonctionnent comme de vrais neurones en s'activant par des signaux discrets ou « pics ». Au cœur de l’appareil se trouve le disulfure de molybdène (MoS₂), un composé métallique présentant des défauts au niveau atomique qui peut détecter la lumière et la convertir en signaux électriques, tout comme le font les neurones du cerveau humain.
Applications révolutionnaires
Les implications de cette technologie sont vastes et perturbatrices. Dans le véhicules autonomes, les systèmes de vision dotés de puces neuromorphiques pourraient détecter les changements dans la scène presque instantanément, permettant des réactions immédiates qui pourraient sauver des vies.
Pour la robotique avancée, cette technologie offre la possibilité d'interactions plus naturelles. « Pour les robots qui travaillent en étroite collaboration avec les humains dans la fabrication ou comme assistants personnels, la technologie neuromorphique pourrait permettre des interactions plus naturelles », explique Professeur Akram Al-Hourani, directeur adjoint du COMAS et co-auteur du étude publiée dans Advanced Materials Technologies.
L'équipe étend désormais le prototype à pixel unique à une gamme plus large d'appareils à base de MoS₂, grâce au financement du Conseil australien de la recherche. Comme indiqué Fabrication australienne, le doctorant Thiha Aung, premier auteur de l'étude, a démontré que le MoS₂ atomiquement mince peut reproduire précisément le comportement de un neurone « intégrer et déclencher », un élément fondamental des réseaux neuronaux à pointes.
L'avenir de la vision et des puces neuromorphiques
« Bien que notre système imite certains aspects du traitement neuronal du cerveau, notamment dans la vision, il s’agit toujours d’un modèle simplifié », admet Walia. L’équipe considère son travail comme un complément à l’informatique traditionnelle, et non comme un remplacement. Les systèmes conventionnels excellent dans de nombreuses tâches, tandis que la technologie neuromorphique offre des avantages significatifs dans le traitement visuel où l’efficacité énergétique et le fonctionnement en temps réel sont essentiels.
Les chercheurs explorent également d’autres matériaux que le MoS₂ qui pourraient étendre les capacités infrarouges, ouvrant de nouvelles possibilités de surveillance des émissions mondiales et de détection intelligente des contaminants tels que les gaz toxiques, les agents pathogènes et les produits chimiques.
Un jour prochain, ces systèmes de vision par ordinateur plus efficaces et plus performants pourraient rendre obsolètes les technologies de vision numérique traditionnelles. Comme nous le suggérons seulement au début: ce sera une nouvelle ère dans laquelle l'intelligence artificielle concevra de manière autonome ses propres puces neuronales, nous conduisant vers une symbiose créative entre l'esprit humain et l'intelligence artificielle.
