Израильский стартап создал быстрый и экономный искусственный "нейрон"

Компания Weebit Nano разработала чип, способный быстро и с минимальными затратами обучаться новым задачам прямо на устройстве без доступа к облаку.

Современный ИИ столкнулся с жестким физическим ограничением: его "мозг" слишком большой и энергозатратный. Чтобы обучить нейросеть, требуются недели работы суперкомпьютеров, терабайты данных и мегаватты энергии. Даже готовые модели для выполнения простых задач на смартфонах или датчиках вынуждены постоянно обращаться к облачным серверам. Это порождает задержки связи, требует стабильного интернета и создает угрозу утечки личных данных. Обычная кремниевая флеш-память не способна вычислять, она лишь хранит данные, заставляя процессор бесконечно перекачивать информацию в облако и обратно.

Стартап Weebit Nano предложил решение этой проблемы, создав коммерческий работающий мемристор – ReRAM, полностью совместимый с обычным кремниевым производством. Вместо удержания электрического заряда, как во флеш-памяти, ячейка ReRAM физически меняет свое сопротивление. Проводимость ячейки можно менять плавно. Это позволило превратить каждую ячейку в аналог биологического синапса, который хранит "вес" искусственного нейрона. Вычисления происходят прямо в матрице памяти, полностью устраняя необходимость в пересылке данных.

Инженеры применили математический алгоритм метаобучения MAML ("обучение обучению"). Сначала в облаке чипу задают идеальную стартовую настройку весов – своего рода аналог генетической предрасположенности нейрона. После установки на устройство этот чип ведет себя не как весь мозг целиком, а как одиночный, высокоспециализированный биологический нейрон. Чипу достаточно всего нескольких новых примеров, и он начинает работать. Точность после такого миниобучения взлетает с 20% до 97%.

Такие адаптивные "чипы-нейроны" станут "органами чувств" для автономных роботов, умных медицинских гаджетов, промышленных датчиков интернета вещей или глушителей шума в слуховых аппаратах. Устройство сможет мгновенно подстроиться под конкретного человека или станок локально, без интернета и облаков.

Рыночный успех и зрелость технологии подтверждаются финансами: Weebit Nano привлекла $73 миллиона. Этот капитал уже направлен на коммерциализацию и лицензирование новой архитектуры крупнейшими полупроводниковыми фабриками мира.