Intel đang phát triển con chip có thể phân biệt mùi hương

Giao diện “máy tính não bộ”, mạng lưới thần kinh nhân tạo và chip thần kinh là những lĩnh vực được dự báo sẽ đóng vai trò định hình nên tương lai của ngành khoa học máy tính trong vài năm tới. Điểm chung của những lĩnh vực này nằm ở chỗ đều được mô phỏng từ cấu trúc bộ não của con người để điều khiển các framework và giao diện điện toán mới. Đây là một ngành khoa học hiện đại mà rất nhiều trường đại học, viện nghiên cứu cũng như các công ty công nghệ đang đầu tư phát triển, được lấy cảm hứng không chỉ từ khoa học máy tính mà còn từ sinh học, vật lý, toán học và kĩ thuật điện tử.

Trong một bài báo mới được xuất bản gần đây trên tạp chí Nature, một nhóm các nhà nghiên cứu của Intel phối hợp cùng nhiều chuyên gia sinh lý thần kinh khứu giác hàng đầu Hoa Kỳ đã chế tạo thành công một mẫu chip thần kinh có khả năng phân biệt giữa các loại mùi hương khác nhau.

Con chip này được lấy cảm hứng từ cấu trúc khứu giác của chúng ta - một thành phần quan trọng thuộc não bộ chịu trách nhiệm phân biệt mùi hương bằng cách phân tích các tín hiệu điện được gửi đi từ những tế bào khứu giác trong mũi khi chúng ta hít thở. Thiết kế của con chip được đề xuất dựa trên các mạch thần kinh “phát sáng” khi bộ não xử lý mùi, và toàn bộ quá trình này sẽ được thực hiện trên hệ thống điện toán thần kinh (neuromorphic) Intel Loihi.

Để phân tích và giải thích các tín hiệu, nhóm nghiên cứu sử dụng một thuật toán thần kinh đóng vai trò là “thụ thể” cho các xung điện. Thuật toán AI này được đào tạo trên bộ dữ liệu gồm 10 loại "mùi" (đọc và đo từ 72 cảm biến hóa học khác nhau). Kết quả là nó có thể phân biệt chính xác giữa các loại mùi đã cho với lượng mẫu đào tạo ít hơn nhiều so với chip truyền thống.

Dự án này mới ở giai đoạn phát triển ban đầu, còn quá sớm để nói về khả năng ứng dụng thực tế trên quy mô đại trà, tuy nhiên triển vọng thành công là rất lớn. Nhóm nghiên cứu tin rằng rằng thuật toán thần kinh của họ hoàn toàn có thể được áp dụng cho "mọi vấn đề liên quan đến nhận dạng tín hiệu được nhúng trong các nền không xác định". Trong tương lai, các nhà nghiên cứu có kế hoạch cải tiến thiết kế chip và mở rộng chức năng của nó, không chỉ có thể phát hiện mùi hương, mà còn có khả năng nhận diện các giác quan khác như xúc giác và thị giác.