Un team di ricercatori della Delft University of Technology ha sviluppato un drone che vola autonomamente utilizzando l’elaborazione delle immagini neuromorfica e il controllo basato sul funzionamento dei cervelli animali. I cervelli animali usano meno dati ed energia rispetto alle attuali reti neurali profonde che funzionano su GPU. I processori neuromorfici sono quindi molto adatti per piccoli droni poiché non necessitano di hardware e batterie pesanti. I risultati sono straordinari: durante il volo, la rete neurale profonda del drone elabora i dati fino a 64 volte più velocemente e consuma tre volte meno energia rispetto a una GPU.
Apprendimento dai cervelli animali: reti neurali a Spike
L’intelligenza artificiale può fornire ai robot autonomi l’intelligenza necessaria per le applicazioni nel mondo reale. Tuttavia, l’attuale AI si basa su reti neurali profonde che richiedono una notevole potenza di calcolo. I processori per eseguire le reti neurali profonde (GPU) consumano molta energia, un problema per piccoli robot come i droni volanti che possono trasportare risorse limitate.
I cervelli animali elaborano le informazioni in modo diverso dalle reti neurali su GPU. I neuroni biologici elaborano le informazioni in modo asincrono, comunicando principalmente tramite impulsi elettrici chiamati spike. L’invio di tali spike consuma energia, quindi il cervello minimizza gli spike, portando a un’elaborazione sparsa. I processori neuromorfici permettono di eseguire reti neurali a spike, risultando molto più veloci ed efficienti dal punto di vista energetico.
Prima Visione e controllo neuromorfici di un Drone Volante
In un articolo pubblicato su Science Robotics, i ricercatori dimostrano per la prima volta un drone che utilizza la visione e il controllo neuromorfici per il volo autonomo. Hanno sviluppato una rete neurale a spike che elabora i segnali da una fotocamera neuromorfica e fornisce comandi di controllo per determinare la posizione e la spinta del drone. La rete è stata implementata su un processore neuromorfico, il chip di ricerca neuromorfico Loihi di Intel, a bordo di un drone.
Con la sua visione e controllo neuromorfici, il drone può volare a diverse velocità in condizioni di luce variabili, da scure a luminose. Può persino volare con luci tremolanti, che fanno inviare alla fotocamera neuromorfica un gran numero di segnali non correlati al movimento.
Applicazioni future dell’AI Neuromorfica per Piccoli Robot
“L’AI neuromorfica permetterà a tutti i robot autonomi di essere più intelligenti,” afferma Guido de Croon, professore di droni bio-ispirati. “Ma è un fattore abilitante assoluto per piccoli robot autonomi.” All’Università di Tecnologia di Delft, i ricercatori lavorano su piccoli droni autonomi utilizzabili per applicazioni che vanno dal monitoraggio delle colture nelle serre al controllo delle scorte nei magazzini. I vantaggi dei piccoli droni includono sicurezza, capacità di navigare in ambienti stretti e costi ridotti, permettendo di essere dispiegati in sciami. La realizzazione di queste applicazioni dipenderà dall’ulteriore miniaturizzazione dell’hardware neuromorfico e dall’espansione delle capacità verso compiti più complessi come la navigazione.
