Les matériaux et logiciels informatiques classiques ne disposent pas encore des interfaces nécessaires pour réagir aux situations d’urgence avec la même réactivité que le fait un humain. Toutefois, le monde de la recherche voit en les matériaux neuromorphiques une solution potentielle, comme l’indiquent le Dr Susanne Baumann de l’Institut pour la Matière Fonctionnelle et la Technologie Quantique.
« Les algorithmes sont conçus en s’inspirant du fonctionnement du cerveau humain. Cependant, le matériel conventionnel n’est pas encore capable d’exploiter pleinement le potentiel de ces algorithmes, » explique le Dr Baumann. « Il nous faut des technologies matérielles qui se rapprochent davantage du fonctionnement du cerveau. Les matériaux neuromorphiques pourraient être la réponse à ce défi.«
L’idée sous-jacente est d’harmoniser davantage matériel et logiciel. En pratique, cela signifie moins de boucles de traitement, une plus grande efficacité et une meilleure réactivité.
L’exploration des matériaux neuromorphiques
Pour atteindre cet objectif, l’équipe de chercheurs s’intéresse de près au potentiel des matériaux neuromorphiques. Il s’agit de matériaux à base atomique qui imitent la structure neuronale du cerveau. Grâce à la microscopie à effet tunnel, le Dr Baumann et son équipe peuvent assembler ces matériaux atome par atome, selon un principe de puzzle, pour leur conférer les propriétés souhaitées.
« Le matériau doit être capable de s’adapter à des exigences changeantes, » affirme le Dr Baumann. En conséquence, les algorithmes apprennent à générer de manière plus efficace et rapide la sortie souhaitée à partir d’une entrée initialement inconnue.
Tout comme les voies neuronales dans le cerveau se forment et se renforcent avec l’exécution répétée d’un mouvement, le matériel neuromorphique est conçu pour soutenir l’apprentissage algorithmique.
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En synthèse
Les matériaux neuromorphiques apparaissent donc comme une piste prometteuse pour la prochaine génération de matériel informatique. Inspirés du fonctionnement du cerveau humain, ils pourraient permettre de résoudre les problèmes de réactivité qui limitent encore aujourd’hui les applications de l’intelligence artificielle, comme la conduite autonome.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que les matériaux neuromorphiques ?
Les matériaux neuromorphiques sont des matériaux conçus pour imiter la structure neuronale du cerveau. Ils sont composés atomes par atomes, permettant une personnalisation précise de leurs propriétés.
Quel est le but de ces recherches ?
L’objectif est de créer un matériel informatique capable de s’adapter rapidement et efficacement aux besoins changeants, tout comme le fait le cerveau humain. Cela pourrait notamment améliorer la réactivité des systèmes d’intelligence artificielle.
Légende illustration image : Image au microscope à effet tunnel d’une surface contenant des atomes individuels : les chercheurs utilisent ces atomes pour développer des matériaux neuromorphiques. (Taille de l’image : 5 x 7 nanomètres) – Photo : Institut de la matière fonctionnelle et de la technologie quantique
Pour leur projet « Neuromorphic materials designed atom by atom » (neurAm), Baumann, Osterhage et Domínguez Vázquez ont reçu une subvention d’un million d’euros de la Fondation Volkswagen. Au cours des quatre prochaines années, l’objectif est de transférer cette nouvelle approche aux technologies matérielles.
