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Qualcomm Zeroth : une puce cognitive dans les smartphones du futur ?

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Qualcomm, le constructeur des plateformes Snapdragon, que l'on trouve dans de nombreux smartphones, a présenté Zeroth, un prototype de puce dotée d'un réseau neuronal. Elle est capable d'apprendre à réaliser des tâches simples grâce à ce qu'elle expérimente. Le fondeur affirme que l'on pourra trouver cette technologie de puce accompagnée d'un CPU dans les smartphones du futur.

Dans cette illustration Qualcomm montre comment pourrait être intégré dans un terminal mobile, ce qu’il appelle un NPU (Neural Processing Unit). Il ferait partie des différentes puces (CPU, GPU, capteurs, etc.) disponibles sur un SoC (System on a Chip), et rendrait un appareil électronique capable d'apprendre. © Qualcomm

Qualcomm, le fondeur des processeurs ARM que l'on trouve dans de nombreux smartphones, vient de présenter un prototype de puce à structure neuronale, lors du EmTech du MIT qui s'est tenu la semaine passée aux États-Unis. La puce en question s'appelle Zeroth et plutôt que de faire des calculs comme un CPU (en anglais Central Processing Unit, ou unité centrale de traitement), elle s'inspire du cerveau et de son réseau neuronal.

C'est pour cette raison que Qualcomm ambitionne de donner à ce genre de processeur l'appellation de NPU (Neural Processing Unit). Pour le fondeur, ce type de puce permettra à l'avenir d'enseigner à un terminal (smartphone ou tablette) l'exécution de tâches simples, sans avoir besoin de concevoir de programme informatique pour cela. Ainsi, l'ordinateur peut apprendre au travers d'expériences, et les associer pour créer des hypothèses, pour savoir comment réagir face à une situation dans l'avenir.

Une technologie de puce cognitive déjà connue

Si Qualcomm est l'un des premiers fabricants grand public à avoir une vision à moyen terme concrète sur l'intégration d'une telle puce, il n'apporte pas de révolution sur le principe. Les travaux sur les réseaux neuronaux existent en réalité depuis très longtemps et la robotique s'en est emparée depuis de nombreuses années. La miniaturisation de l'électronique permet aujourd'hui d'incorporer ces capacités d'apprentissage dans des circuits minuscules. Outre l'architecture SyNAPSE d'IBM, de nombreux prototypes plus ou moins aboutis reprennent ce modèle. C'est le cas du robot Baxter, de Rethink Robotics, ou encore d'un petit hélicoptère capable de reproduire par mimétisme les figures de voltige aérienne qu'il a « vues ». Pour une telle puce, en général, la puissance de calcul et la consommation en énergie ne sont pas nécessairement énormes. C'est pourquoi elle peut aisément être miniaturisée.

Contrairement à l'architecture des processeurs habituels, ces NPU fonctionnent de façon similaire au système des neurones reliés par des synapses. Ils peuvent donc traiter de nombreuses informations en parallèle, tout en consommant le minimum d'énergie. Qualcomm a associé cette architecture à des outils logiciels permettant à la puce d'apprendre des tâches sans avoir besoin de les programmer, mais uniquement en suivant des instructions orales basiques.

Sur cette vidéo, un petit véhicule à quatre roues évolue. Il doit se déplacer sur un quadrillage pour se rendre d’un carré blanc à un autre en évitant les autres couleurs (le jaune et le bleu). Lorsqu’il prend la bonne initiative, l’opérateur l’encourage en lui envoyant la commande « bon robot ». S’il échoue, il mémorisera cet échec et l’événement lié grâce à l’expression « mauvais robot ». C’est de cette façon et sans programmation que le robot est capable d’apprendre en créant des hypothèses par rapport à son expérience. © Qualcomm, YouTube

Comment dresser un robot

Ainsi, à titre d'exemple, le fondeur a présenté une vidéo dans laquelle il montre les capacités d'apprentissage de sa puce Zeroth sur un petit robot roulant. Pour apprendre au robot à naviguer de façon autonome en évitant les obstacles, l'opérateur doit lui permettre d'associer une expression basique à ses actions. S'il réalise correctement une manœuvre, il va lui indiquer « bon robot ». Si ce n'est pas le cas, l'opérateur va dire « mauvais robot ». Au final, la machine se souvient de ce qu'il faut faire ou ne pas faire, et sera capable de reproduire ces séquences lorsqu'elle se retrouvera dans une situation similaire. Ce serait prématuré de conférer de l'intelligence à cette puce, mais en la combinant avec un CPU classique, elle peut donner de nouvelles façons d'interagir avec un smartphone ou une tablette par exemple. Le terminal serait alors « dressable », à l'image d'un animal domestique.

C'est d'ailleurs l'ambition de Matt Grob, l'un des cadres de Qualcomm qui, lors de sa présentation a indiqué que la firme souhaitait intégrer un NPU de ce type d'ici un an à ses futures plateformes SoC Snapdragon pour smartphones. Cette combinaison permettrait d'associer à la puissance de calcul habituellement exploitée une véritable interaction machine-humain. Ainsi, si le téléphone conserve son module Wi-Fi allumé alors qu'il n'est relié à aucun réseau, l'utilisateur peut lui expliquer qu'il doit l'éteindre automatiquement lorsqu'il n'y a pas de réseau à proximité. Plus que le chien, bientôt, le meilleur ami de l'homme sera incontestablement son smartphone...

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