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向动物大脑学习:未来无人机像飞鸟相同轻捷智能

2024-10-18 02:34:32 来源:五月披裘网 作者:焦点 点击:464次

从外表看,向动习未相同这台无人机以及它的物大无人同类不很大区别,但实际上,脑学它的机像“大脑”别有乾坤。

这是飞鸟荷兰代尔夫特理工大学团队研发的新式无人机,接管了基于动物大脑使命道理的轻捷神经形态图像解决器来操作自主飞翔。与当初在GPU(图形芯片)上运行的向动习未相同深度神经网络比照,动物大脑运用的物大无人数据以及能量更少。因此,脑学神经形态解决器十分适应小型无人机,机像残缺不需要轻捷的飞鸟大型硬件以及电池。在飞翔历程中,轻捷该无人机的向动习未相同深度神经网络解决数据的速率比在GPU上运行时快64倍,而能耗仅为后者的物大无人1/3。

假如这项技术进一步发展,脑学可能会使所有无人机都变患上像飞虫或者鸟类相同小巧、灵便且智能。

“进阶”为脉冲神经网络

家养智能(AI)具备重大后劲,可为自主机械人提供实际运用所需的智力反对于。可是,日后的AI依附于需要少许合计能耐的深度神经网络。用于运行深度神经网络的GPU又会斲丧少许能量,特意是对于像无人机这样的小型机械人来说,更是一个严正成果,因为它们在传感以及合计方面只能照料十分有限的资源。

动物大脑解决信息的方式,则与GPU上运行的神经网络截然区别。生物神经元异步解决信息,主要经由尖峰电脉冲妨碍通信。因为发送这样的尖峰会斲丧能量,因此大脑会自觉最大限度地削减尖峰。

受动物大脑这些特色的启迪,迷信家们正在开辟新的神经形态解决器。这些新解决器应承运行脉冲神经网络。

脉冲神经网络推广的合计比规范深度神经网络中的合计重大良多。数字脉冲神经元惟独要削减整数,而规范神经元必须相乘并削减浮点数。这使患上脉冲神经网络更快、更节能。举个例子,这就好比人类大脑可能重大地分说出,合计5+8比合计6.25×3.45+4.05×3.45要重大良多。

假如将神经形态解决器与神经形态传感器(如神经形态相机)散漫,这种能源功能还将进一步普及。其信号可间接输入在神经形态解决器上运行的脉冲神经网络,成为自主机械人的重大增长力。

初次实现神经形态视觉以及操作

在宣告于《迷信·机械人》上的一篇文章中,荷兰代尔夫特理工大学钻研职员初次展现了这种运用神经形态视觉以及操作妨碍自主飞翔的无人机。详尽来说,他们开辟了一种脉冲神经网络,可解决来自神经形态相机的信号,并输入操作命令,以判断无人机的姿态以及推力。他们将这个网络部署在无人机上的神经形态解决器上,即英特尔的Loihi神经形态钻研芯片。借助网络,无人机可感知并操作自己在各个偏差的行动。

磨炼脉冲神经网络着实是个重大挑战。钻研团队妄想了由两个模块组成的网络。第一个模块学习从挪移的神经形态相机的信号中,经由视觉感知行动。它仅运用来自相机的数据,残缺以自我监督的方式自行实现,相似于动物学习若何感知天下。

第二个模块学习在模拟器中将预计的行动映射到操作命令。这种学习依附于模拟中的家养进化,经由多少代家养进化,脉冲神经网络就会越来越长于操作,最终可能以差此外速率向任何偏差飞翔。

最终,无论是在黝黑情景中穿梭,仍是在黯淡光线下飞翔,凭仗其神经形态视觉以及操作,无人性能放松实现差此外光照条件下的多种速率飞翔。

神经形态AI大幅普及能效以及速率

这是神经形态AI的一次欠缺演出。

首先,该网络平均每一秒运行274—1600次。而在小型嵌入式GPU上运行的对于立网络,平均每一秒仅运行25次,相差10—64倍。

其次,在运行该网络时,英特尔Loihi神经形态钻研芯片耗电1.007瓦,其中1瓦是解决器在关上芯片刻斲丧的空隙功率,运行网络自身惟独7毫瓦;比照之下,嵌入式GPU在运行对于立网络时,耗电为3瓦,其中1瓦为空隙功率,2瓦用于运行网络。

神经形态方式无疑使AI运行更快、更功能,而且能放松部署在微型自主机械人上。

拿微型自主无人机来说,其可用于监测温室作物、跟踪货仓库存等诸多畛域。它们更牢靠,可在狭隘的情景中(好比多少株动物之间)晃动导航;它们还十分自制,可能成群部署,快捷拆穿困绕一全部区域。

但迷信家不会止步于此,他们正在进一步削减神经形态硬件,并豫备将神经形态AI扩充到更重大的使掷中。

作者:焦点
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