Системы управления дронами сегодня в основном работают на основе цифровых нейронных сетей, созданных по образцу человеческого мозга. Однако цифровые компьютеры, на которых они построены, изначально разрабатывались для универсальных задач — от обработки текста до сложных научных расчетов. Они надежны, но потребляют слишком много энергии, что ограничивает автономность дронов и других беспилотных систем. В работе, опубликованной исследователями из Рочестерского университета (США), предлагается иной путь — аналоговые системы, которые имитируют работу зрительной системы мозга.
Вместо традиционных цифровых нейросетей инженеры разрабатывают сети предиктивного кодирования. Это подход из нейробиологии, науки о работе мозга, согласно которому мозг строит внутреннюю модель мира и постоянно обновляет ее на основе поступающей информации. Такой механизм делает обработку данных более гибкой и экономичной.
Профессор электротехники и вычислительной техники в Рочестерском университете Майкл Хуан объясняет: цифровые сети опираются на метод обратного распространения ошибки, который в биологии не встречается. Мозг же работает иначе — он прогнозирует, сверяет свои предположения с реальностью и корректирует их. Эта идея легла в основу новой архитектуры, которую команда Хуана разрабатывает вместе с коллегами из университета Райса и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Проект получил финансирование от Агентства перспективных оборонных исследований США, которое выделило до 7,2 млн долларов на 54 месяца работы. Первые прототипы будут использоваться для распознавания изображений с помощью аналоговых схем на базе уже существующих технологий, таких как комплементарные металл-оксид-полупроводники (КМОП). Если результаты подтвердят ожидания ученых, такие системы можно будет адаптировать и для более сложных задач — управления дронами и автономными автомобилями в реальном времени.
Это может стать прорывом: аналоговые схемы способны существенно сократить энергопотребление и ускорить обработку данных, что особенно важно для мобильных устройств. В будущем подобные технологии смогут сделать дроны не просто более экономичными, но и почти «инстинктивными», способными реагировать на мир так же быстро, как человеческий мозг.
Ранее Наука Mail рассказывала об испытаниях в России новой системы беспилотной доставки, где интеллектуальные беспилотники интегрировали с наземной инфраструктурой для быстрой и безопасной логистики.
