Les scientifiques ont développé un algorithme informatique inspiré de notre propre système olfactif ingénieux et l'ont appliqué à une puce informatique neuromorphique.
Lorsque vous sentez quelque chose, comme une orange, cette odeur se compose probablement de nombreuses autres odeurs telles que l'échappement d'une voiture, des fleurs et du savon. Bien que toutes ces odeurs se lient simultanément aux récepteurs olfactifs du cerveau, nous sommes toujours capables de distinguer ce fruit à l'odeur délicieuse des autres. Une nouvelle étude a développé un algorithme informatique inspiré de cet ingénieux système olfactif.
L'algorithme apprend à reconnaître rapidement des modèles, similaires à notre chambre à l'étage. Mais le projet a eu pas mal de pieds dans le sol. Par exemple, les chercheurs ont d'abord étudié le système olfactif des rongeurs pendant des décennies, écrivent-ils dans Nature Machine Intelligence. Après avoir fourni des connaissances suffisantes, un système informatique a été mis en place, basé sur les réseaux du cerveau. Et l'algorithme est également bon dans ce domaine :il peut même reconnaître des odeurs qui sont à 80 % différentes de l'odeur que l'algorithme a apprise.
L'algorithme a été appliqué à une puce informatique neuromorphique. Cela signifie que les réseaux numériques tentent d'imiter au plus près la manière dont les cellules cérébrales apprennent et communiquent entre elles. Le cerveau des mammifères est étonnamment doué pour identifier et mémoriser les odeurs, avec des centaines voire des milliers de récepteurs olfactifs et de réseaux neuronaux complexes analysant rapidement les schémas associés aux odeurs.
Notre cerveau se souvient également de ce que nous avons appris, même après avoir acquis de nouvelles connaissances. Ce mécanisme est facile pour les mammifères, mais difficile pour les systèmes d'intelligence artificielle. C'est la première fois qu'une puce imite cela, de manière à ce que de nouvelles informations soient traitées sans interférer avec ce que l'algorithme a appris précédemment. Le système montre qu'il y a une formation continue de nouvelles cellules cérébrales, ce qui est nécessaire pour pouvoir capter de nouvelles odeurs.
'Cette recherche montre que les connaissances sur les systèmes biologiques peuvent aider à rendre les ordinateurs plus rapides et plus efficaces' professeur de physique expérimentale Hans Hilgenkamp (Université Twenté)
Expert en neurosciences Alexander Heimel (Institut néerlandais des neurosciences) :« C'est une merveilleuse combinaison de techniques. Un résultat intéressant de l'étude pour les neurobiologistes est qu'elle fournit pour la première fois un aperçu du besoin de nouvelles cellules cérébrales dans la partie olfactive du cerveau. Cette zone est l'un des rares endroits où nous obtenons de nouvelles cellules cérébrales tout au long de notre vie. Une note parallèle à l'article est que seul un nombre limité de parfums sont enseignés à l'algorithme. Notre nez peut en reconnaître beaucoup plus et c'est technologiquement déjà possible".
Professeur de physique expérimentale Hans Hilgenkamp (Université de Twente):«C'est une excellente démonstration de recherche dans laquelle les connaissances sur les systèmes biologiques peuvent aider à rendre les ordinateurs plus rapides et plus efficaces. La recherche s'est inspirée de l'organe olfactif, un sens très complexe aux performances impressionnantes, dont la fonction n'est que partiellement comprise".
Hilgenkamp poursuit:«Un aspect intéressant de cette recherche est qu'elle peut également conduire au développement des connaissances dans la direction opposée. En testant le système informatique et en y apportant des modifications, nous pouvons également développer davantage notre compréhension des systèmes biologiques. »
Source :Nature Machine Intelligence
