Создан неизоморфный чип, распознающий биосигналы в реальном времени

Исследователи из Цюриха разработали компактное энергоэффективное устройство из искусственных нейронов, способное декодировать мозговые волны.

Создан неизоморфный чип, распознающий биосигналы в реальном времени

Современные алгоритмы нейронных сетей дают впечатляющие результаты, которые помогают решить невероятное количество проблем. Однако электронные устройства, используемые для выполнения этих алгоритмов, по-прежнему требуют слишком большой вычислительной мощности. Эти системы искусственного интеллекта (ИИ) просто не могут конкурировать с реальным мозгом, когда дело доходит до обработки сенсорной информации или взаимодействия с окружающей средой в реальном времени.

Нейроморфная инженерия — это новый многообещающий подход, устраняющий разрыв между искусственным и естественным интеллектом. Междисциплинарная исследовательская группа из Цюрихского университета, ETH Zurich и UniversityHospital Zurich использовала этот подход для разработки чипа на основе нейроморфной технологии, который надежно и точно распознает сложные биосигналы. Ученые смогли использовать эту технологию для успешного обнаружения ранее записанных высокочастотных колебаний (HFO). Эти специфические волны, измеренные с помощью внутричерепной электроэнцефалограммы (иЭЭГ), оказались многообещающими биомаркерами для определения ткани мозга, вызывающей эпилептические припадки.

Создан неизоморфный чип, распознающий биосигналы в реальном времени

Источник: ETH Zurich

A: Физическое расположение одного канала массива аналоговых headstage, в том числе МШУ, три нижних частот/полосовых фильтров, и сигнал четыре ADM , чтобы шип кодеров. B: Уменьшенная блок-схема нейроморфной платформы. C: Фотография микросхемы, показывающая кремниевый кристалл размером 11 мм x 9 мм. D: Прототипирование печатной платы (PCB), используемой для размещения микросхемы и инфраструктуры для реализации тестовой установки.

Вначале исследователи разработали алгоритм, который обнаруживает HFO, моделируя естественную нейронную сеть мозга: крошечную так называемую нейронную сеть с импульсами (SNN). Второй шаг включал реализацию SNN в аппаратном обеспечении размером с ноготь, которое принимает нейронные сигналы с помощью электродов и которое, в отличие от обычных компьютеров, является чрезвычайно энергоэффективным. Это делает возможными вычисления с очень высоким временным разрешением, не полагаясь на Интернет или облачные вычисления.

Теперь исследователи планируют использовать свои открытия для создания электронной системы, которая надежно распознает и отслеживает HFO в режиме реального времени. При использовании в качестве дополнительного диагностического инструмента в операционных, система может улучшить результаты нейрохирургических вмешательств.

Однако это не единственная область, в которой распознавание HFO может сыграть важную роль. Долгосрочная цель команды — разработать устройство для мониторинга эпилепсии, которое можно было бы использовать за пределами больницы и которое позволило бы анализировать сигналы от большого количества электродов в течение нескольких недель или месяцев.

Читайте также

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Huawei представила Pura 90 Plus с необычным дизайном и камерой с переменной диафрагмой

Huawei представила Pura 90 Plus с необычным дизайном и камерой с переменной диафрагмой

Сквозь наше тело каждую секунду проходят миллиарды нейтрино — учёные объяснили, как они помогут раскрыть тайны Вселенной

Сквозь наше тело каждую секунду проходят миллиарды нейтрино — учёные объяснили, как они помогут раскрыть тайны Вселенной

Чёрные дыры тяжелее целых галактик не смогли объяснить загадку тёмной материи

Чёрные дыры тяжелее целых галактик не смогли объяснить загадку тёмной материи

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира