Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L’innovation dans le domaine biomimétique est devenue très active depuis 2015. En France c’est acté par : le CESE promulguant le biomimétisme d’intérêt public, l’inauguration du CEEBIOS, la création par le CNRS d’un groupe de travail BioComp, etc. Ces innovations dans le domaine des processeurs neuromorphiques s’inscrivent dorénavant dans le domaine d’applications de l’intelligence artificielle. Elles entrent en compétition avec l’apprentissage profond (Deep Learning) utilisé par de grandes sociétés internationales. L’apport du biomimétisme dans les processus calculatoires, présenté dans cet article, est un différenciateur important entre ces techniques.
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Innovation in the biomimetic domain has become very active since 2015. Its actors in France are: the CESE by declaring biomimicry of public interest, the inauguration of the CEEBIOS, and the creation by the CNRS of a BioComp working group, etc. These innovations achieved on neuromorphic processors now take their place in the field of artificial intelligence applications. They compete with deep learning used by major international companies. The contribution of biomimicry in computation processes, presented in this article, is an important differentiator between these techniques.
Auteur(s)
-
Patrick PIRIM : Président Société Brain Vision Systems, Paris, France
INTRODUCTION
Différents processus calculatoires ont émergé depuis la première réalisation mécanique de la Pascaline en 1645 et du premier microprocesseur par INTEL en 1971. L'une de leurs multiples extensions est décrite dans ce présent article : la « bionique », née en 1960 et étendue au concept de « neuromorphisme » aujourd'hui.
Notre procédé démarre en 1986 avec l'utilisation d'un circuit électronique de calcul d'histogrammes en vue d'extraire des caractéristiques d'une prise de vue, qui permettent un calcul spatio-temporel auto-adaptatif. Cette analogie avec une population neuronale cérébrale a permis la mise en place de modalités perceptives génériques au sein d'un processus neuromorphique.
Various calculation processes emerged since the first mechanical realization of the Pascaline in 1645, followed by the first microprocessor by INTEL in 1971. One of the multiple extensions is described in this present article : the « Bionics », born in 1960, which extends to today"s « Neuromorphic » concept.
Our story starts in 1986 with an electronic circuit devoted to the calculation of histograms extracting characteristics of a video capture, through a self-adaptive spatiotemporal computation. The analogy with a cortical neuronal population explained the implementation of generic perceptive modalities among a neuromorphic process.
processeur, bio-inspiré, histogramme spatio-temporel, perception, attracteur dynamique, processus neuromorphique
processor, bio-inspired, spatiotemporal histogram, perception, dynamic attractor, neuromorphic process
Domaine : techniques d'imagerie et d'analyse
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Électronique numérique
Domaines d'application : Vision industrielle, TIC, ACAS, sécurité, robotique
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Capdigital, Opticvalley, Systematics
Autres acteurs dans le monde : Programme syNAPSE (IBM), NEUROGRID (Stanford), QUALCOMM
Contact : [email protected] ; http://www.bvs-tech.com
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MOTS-CLÉS
processeur bio-inspiré représentation sémantique histogramme spatio-temporel perception attracteur dynamique processus neuromorphique invariance perceptive apprentissage non supervisé
KEYWORDS
neuromorphic processor | bio-inspired | spatiotemporal histogram | perception | dynamic attractor | neuromorphic process | perceptive invariance | unsupervised learning
VERSIONS
- Version courante de mai 2017 par Patrick PIRIM
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Modalités perceptives appliquées en perception visuelle5. Fonctionnalités du processeur
5.1 Attracteur dynamique
Cet attracteur dynamique est la fonction principale de tout le système qui est dupliquée autant de fois que possible. Cette fonction assure une convergence automatique vers le maximum d'énergie locale, la lecture des valeurs de médiane des histogrammes fournit les informations de maximum de vraisemblance du paramètre perçu (QUOI) et les coordonnées du barycentre de son nuage de points (OU).
Ce dispositif élémentaire est représenté en figure 2 d. Il comporte :
-
trois calculs d'histogrammes, le premier reçoit les données du paramètre analysé et les deux autres leurs coordonnées respectives. À chaque unité de calcul d'histogramme est associée une unité de classification à deux bornes, avec une sortie binaire de validation ;
-
une unité de contrôle de cooccurrence commande les calculs des histogrammes pour chacun des pixels de la trame par une fonction « ET » logique des trois sorties binaires précédemment décrites.
D'un point de vue intégration électronique, la photo figure 15b permet de voir les zones mémoires dédiées au calcul d'histogramme.
La mémoire des histogrammes temporels a comme champ d'adresses le nombre de valeurs du paramètre d'entrée, par exemple 256 pour des données sur 8 bits et actuellement 1 024 pour des données sur 10 bits (précision de la mesure 0,1 %), et comme dimension mémoire la quantité de données dans la séquence (19 bits pour une image au format VGA).
Les deux mémoires des histogrammes calculant l'aspect spatial ont comme dimension 1 024 mots de 10 bits.
La zone de logique associée (standard cell) est en général de même dimension que celle dédiée aux mémoires.
HAUT DE PAGE5.2 Rôle...
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Fonctionnalités du processeur
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HUBEL (D.H.) - Eye, brain and vision. - Scientific American Library, New York, OCLC 16649224, 240 p. (1988).
-
(2) - BACH-Y RITA (P.), COLLINS (C.C.), SAUNDERS (F.), WHITE (B.), SCADDEN (L.) - Vision substitution by tactile image projection. - Nature, 221, p. 963-964 (1969).
-
(3) - LEE (D.N.) - A theory of visual control of braking based on information about time-to-collision. - Perception, 5, p. 437-459 (1976).
-
(4) - TOUZET (C.) - Conscience, intelligence, libre-arbitre : les réponses de la théorie neuronale de la cognition – - Tome 1. SBN 978-2-919411-00-9, Éd. la Machotte (2010).
-
(5) - PIRIM (P.) - Generic bio-inspired chip model-based on spatio-temporal histogram computation : application to car driving by gaze-like control. - Living Machines, Lecture Notes in Computer Science, Springer, vol. 8064, p. 228-239 (2013).
ANNEXES
Brain Vision Systems http://www.bvs-tech.com
QUALCOMM http://www.technologyreview.com/news/520211/qualcomm-to-build-neuro-inspired-chips/ https://www.qualcomm.com/news/onq/2013/10/10/introducing-qualcomm-zeroth-processors-brain-inspired-computing
Projet SyNAPSE http://www.research.ibm.com/cognitive-computing/#fbid=y7cfK-SAicH
Projet Neurogrid https://web.stanford.edu/group/brainsinsilicon/neurogrid.html
Human brain project https://www.humanbrainproject.eu/fr
Hiérarchies de cartes corticales http://www.sciences-cognitives.org/
HAUT DE PAGE
Procédé de guidage automatique de véhicule dans une voie de circulation, dispositif correspondant FR2884625
Procédé et dispositif automatisé de perception avec détermination et caractérisation de bords et de frontières d'objets d'un espace, construction de contours et applications FR2858447
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