Drone met 'breinchip' leert waar hij eerder vloog
Wetenschappers hebben een mini-drone uitgerust met een chip die net als ons brein nieuwe vaardigheden leert.
Het is verbijsterend wat zo'n kleine smartphone uitgerust met allerlei sensoren tegenwoordig kan. Toch valt het in het niets vergeleken bij de werking van het dierlijk of menselijk brein. De communicatie van signalen via neuronen in het brein is zo vele malen efficienter, zeker als het gaat om begrijpen van spraak of het de interpretatie van de visuele wereld. Geen wonder dat wetenschappers al jaren experimenteren met hardware en algoritmes die de werking van het brein moeten simuleren.
Een zo'n benadering: 'neuromorphic chips', die neuronen als het ware nabootsen door via stroompieken te communiceren. De belofte is dat deze chips beduidend energiezuiniger zijn dan de conventionele electronica, maar vooral zichzelf automatisch kunnen programmeren om nieuwe dingen te leren.
Kamers herkennen
Wetenschappers van het Center for Neural and Emergent Systems hebben een dergelijke chip als experiment in een mini-drone van minder dan 100 gram gebouwd. De prototypechip met 576 'silicium neuronen' verwerkte de data van de optische, ultrasound- en infrarood-sensoren van de mini-drone, terwijl hij in drie verschillende kamers vloog.
Net als een mens die voor het eerst een onbekende kamer binnenloopt, leerde de chip zijn nieuwe omgeving door waarneming voor de eerste keer kennen. De data van de sensoren waarmee de drone muren, objecten en meubels waarnam, veroorzaakten elektrische activiteiten in de chip die het nog nooit eerder had meegemaakt. Aan de hand van die 'breinactiviteiten' leerde de drone dat het zich in een nieuwe kamer bevond.
Bovendien bleken de verbindingen tussen de kunstmatige neuronen te veranderen op een soortgelijke wijze als in een biologisch brein. Vloog de drone later opnieuw in eenzelfde kamer, dan herkende de chip deze onmiddellijk.
18 gram
Hoewel de chip nog van verre van praktisch toepasbaar is, gaf het experiment wel inzicht dat het mogelijk moet zijn om dergelijke kunstmatige intelligentie in een uiterst kleine behuizing te bouwen die bovendien weinig energie vereist. De chip gebruikt 50 milliwatt en weegt slechts 18 gram. Wil je de zelfde 'kamer-herkenning' met conventionele chip bouwen dan ben je veel groter en zwaarder uit. Denk dan bijvoorbeeld aan robotstofzuigers die wat betreft stroomverbruik of formaat nauwelijks beperkingen hebben maar de grootste moeite hebben om door je huiskamer te navigeren.
Verwacht niet dat je volgende Roomba met een dergelijke chip wordt uitgerust. De wetenschappers zeggen dat het nog jaren duurt voordat chips bepaalde functies van het brein betrouwbaar kunnen nabootsen en praktisch inzetbaar zijn. Maar het komt er aan.