Deux types de neurones artificielles sont aujourd’hui en développement : les puces électroniques et les neurones dits lasers. Ces imitations de neurones biologiques permettraient de nombreuses avancées technologiques et médicales. Ces neurones artificiels pourraient ouvrir également la voie à diverses intelligences artificielles.
C’est au CNRS de Marcoussis que les recherches sur ce type de neurones se développent. Contrairement aux programmes informatiques qui tentent de simuler la manière dont le cerveau traite l’information, le neurone laser tente de mimer le fonctionnement physiologique des neurones. Les chercheurs ont réussi à montrer que des semi-conducteurs permettraient de simuler avec des courants de photons (lumière) le traitement de l’information effectué par les neurones à partir de courants électriques.
Le dispositif actuellement à l’étude au CNRS serait de forme cylindrique avec une hauteur de 10µm et large de quelques microns. Ce cylindre renferme donc des matériaux semi-conducteurs facilement excitables. On l’a nommé micro pilier laser.
Ce neurone laser obéit aux 3 lois qui régissent le neurone biologique :
1) Il peut, comme le neurone biologique, emmètre de la lumière quand il reçoit une impulsion lumineuse (à condition que cette impulsion dépasse son seuil d’excitabilité).
2) Deuxième caractéristique commune, l’existence d’une « période réfractaire absolue ». Après avoir émis une impulsion, le neurone laser reste inactif pendant un délai équivalent et ne peut réagir à une nouvelle excitation.
3) Enfin, il dispose d’une période réfractaire « relative ».
Entre neurones biologiques et neurones artificiels, la nature des signaux, les énergies et les délais en jeu ne sont pas les mêmes. On peut noter que le neurone laser est dix millions de fois plus rapide que le biologique. Cette grande vitesse de traitement permettrait une économie de moyens inégalables.
Pour l’instant, ce système permettrait la création d’ordinateurs qui seraient conçus pour simuler au plus près le fonctionnement du cerveau humain.
On devrait déjà pouvoir fabriquer des réseaux de neurones artificiels de petites tailles avec ces micro-piliers lasers dans un avenir proche.
C’est l’entreprise américaine IBM qui conçoit ces puces électroniques. Elles ont pour but d’imiter le fonctionnement du cerveau humain capable de percevoir, d’agir et de comprendre. Cette puce fonctionnerait sans programme particulier mais avec un programme de « base » qui s’enrichirait au fur et à mesure de ses expériences un peu comme la mémoire.
L’objectif de ces puces est d’apporter aux ordinateurs des capacités comparables à celle du cerveau, notamment pour la prise de décision en analysant de nombreuses données.
La puce réalisée est en silicium et a une superficie de 2,3 cm².
En aout 2014, IBM place ses puces sur le modèle d’un réseau de neurones : Le système est alors composé d’un million de neurones artificiels (puces électroniques) reliés par 256 millions de liaisons électroniques (synapses). Tout ce système se retrouve ensuite dans un ordinateur s’inspirant de l’architecture du cerveau (neuromorphique). Ce dernier a donné d’excellents résultats puisqu’il a réussi à détecter et identifier des objets dans une vidéo, chose qu’un ordinateur standard ne peut pas faire.
De plus cette puce a une faible consommation électrique : seulement 70mW (mille fois moins qu’une puce standard aux performances comparables).
L’objectif, pour IBM sur le long terme serait de produire un système électronique composé de 10 milliards de neurones électroniques relié par 100 000 milliards de liaisons électroniques (synapses électroniques), consommant à peine 1 kilowatt de puissance pour un volume inférieur à 2 litres.
Pour rappel, notre cerveau fonctionne avec plus de 100 milliards de neurones reliés entre eux par 1 millions de milliards de connexions synaptiques.