Un neurone artificiel 1000 fois plus économe en énergie qu`un

Un neurone artificiel 1000 fois plus économe en énergie qu’un neurone biologique
Une équipe de l'IRCICA (USR 3380, U-Lille CNRS) a mis au point un neurone artificiel ultra-efficace en
énergie, reproduisant de façon très précise les signaux électriques (les potentiels d’action) générés par
un des neurones du cerveau humain, signaux à la base de tous les processus cognitifs et moteurs.
Cette découverte qui vient d’être publiée dans la revue ‘Frontiers in Neuroscience’
(https://doi.org/10.3389/fnins.2017.00123) s’appuie sur une étude approfondie des propriétés
physiques des membranes biologiques, propriétés qui ont ensuite été reproduites avec des dispositifs
électroniques nanométriques (principe de la bio-inspiration).
Grâce à cette miniaturisation, la génération d’un potentiel d’action par ce neurone artificiel n’utilise que
quelques dizaines de femtojoules (10-15J) d’énergie, ce qui constitue une performance énergétique
remarquable puisqu’elle est environ 1000 fois supérieure à celle d’un neurone biologique, mais
également supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle de tous les neurones artificiels existants.
Cette innovation utilise une filière technologique industrielle de circuits silicium (TSMC 65 nm) qui
permettra un passage à l’échelle rapide, et donc la réalisation de réseaux associant un grand nombre de
neurones. Elle ouvre donc de nombreuses perspectives dans des domaines aussi passionnants que le
traitement bio-inspiré de l’information ou celui des neuro-systèmes.
Ces réseaux de neurones artificiels ultra-faible énergie permettront en effet de développer de
l’intelligence artificielle (I.A.) dans des dispositifs autonomes (capteurs, terminaux…), application qui fait
l’objet d’une compétition intense au niveau international.
Cette innovation ouvre également le champ immense de l’interaction entre neurones artificiels et
neurones vivants. Les neurones artificiels développés pourraient en effet être utilisés sous la forme
d’implants pour remplacer des neurones vivants défectueux, pour enregistrer l’activité cérébrale, voire
même de réaliser des ponts afin de réparer des altérations de la moelle épinière.
Photographie du circuit fabriqué.
Réponse du circuit (vert) à une excitation
synaptique (jaune). Cette réponse est très similaire
à celle d’un neurone biologique.