Le neurone de KAIST utilise le bruit d’un memristor pour basculer entre signaux vocaux et signaux d’activité humaine

Un circuit à semi-conducteurs conçu pour rejeter le bruit apprend désormais à l’utiliser. Des chercheurs de KAIST ont développé un neurone probabiliste programmable dont le comportement change lorsque l’état de résistance d’un memristor est modifié, ce qui permet au même matériel de traiter des signaux évoluant à des vitesses très différentes.

Le mécanisme s’inspire de la biologie. Les neurones humains ne se déclenchent pas exactement de la même manière à chaque fois, car de petites fluctuations internes influencent leur réponse. Dans le dispositif de KAIST, le bruit du courant généré par le memristor produit une variabilité similaire : la modification de la résistance change l’amplitude et le profil du bruit, ce qui modifie la probabilité que le neurone artificiel produise un pic.

Un même circuit dispose ainsi de plusieurs plages de fonctionnement. Configuré d’une manière, il peut répondre à des signaux d’activité humaine qui évoluent lentement, dans la plage des hertz. Configuré autrement, il peut capter des signaux vocaux rapides, dans la plage des kilohertz. Un kilohertz, ou kHz, mesure un signal qui se répète 1 000 fois par seconde ; le hertz, ou Hz, mesure le nombre de répétitions par seconde.

L’équipe a testé le système sur deux tâches. Il a encodé et classé des signaux d’activité humaine avec une précision de 94,8 %, ainsi que des signaux vocaux avec une précision de 95,0 %. Ces chiffres proviennent des démonstrations réalisées par les chercheurs.

Qu’est-ce que cela change concrètement ? Un futur dispositif basse consommation en périphérie — qui traite les données à proximité d’un capteur plutôt que de tout envoyer ailleurs — pourrait potentiellement réutiliser le même matériel neuromorphique pour différents types de données. La technologie en est encore au stade du laboratoire, mais son idée centrale est concrète : plutôt que de consacrer des efforts à éliminer chaque fluctuation, les concepteurs pourraient régler une partie de ce bruit pour l’adapter au signal qu’ils cherchent à comprendre.