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Selbstlernender Chip überwacht die Herzfrequenz

Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

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Der Prozessor Loihi von Intel vereint Lernen und Anwendung auf einen Chip. Zudem bildet der Chip verschiedene Architekturren ab. So soll er ungewöhnliche Herzfrequenzen erkennen können.

Mit dem von Intel entwickelten Prozessor Loihi soll es künfitg möglich sein, die Frequenz des Herz auf Unregelmäßigkeiten hin zu untersuchen. Dazu lernt der neuromorphe Chip selbstständig.(Bild: / CC0)
Mit dem von Intel entwickelten Prozessor Loihi soll es künfitg möglich sein, die Frequenz des Herz auf Unregelmäßigkeiten hin zu untersuchen. Dazu lernt der neuromorphe Chip selbstständig.
(Bild: / CC0)

Die nach dem Vorbild von Gehirnen aufgebauten neuromorphen Chips sind lernfähig und benötigen wenig Energie. Bereits 2014 hatte IBM mit dem „TrueNorth“ einen Prozessor vorgestellt. Auch das Forschungszentrum für Nano- und Mikroelektonik IMEC präsentierte einen ähnlichen Prozessor, der in der Lage ist, Musik zu komponieren. Im Spätsommer dieses Jahres hatte Intel mit dem Loihi, der nach einem Unterwasservulkan bei Hawaii benannt ist, einen Chip entwickelt, der ohne herkömmliches Training direkt von seiner Umgebung von außen lernt.

Schnelles Lernen wird möglich

Bisher war es zwingend notwendig, dass beim sogenannten Deep Learning während des Trainings riesige Datensätze umfangreiche Matrizen-Operationen durchlaufen. Das kann auch mit den besten Prozessoren Tage bis Wochen dauern. Danach erst läuft das trainierte neuronale Netz auf einer anderen Hardware schnell genug, um etwa via Bilderkennung autonome Fahrzeuge durch den Feierabendverkehr zu lotsen.

Der Chip von Intel vereint Lernen und Anwendung auf einem Chip. Lernvorgänge sollen angeblich bis zu eine Million mal schneller ablaufen und um tausendmal energieeffizienter, als es mit herkömmlichen Systemen möglich ist.

Loihi kann verschiedene Architekturen neuronaler Netze abbilden. Dazu stehen ihm 130.000 Neuronen und rechnerisch entsprechend 130 Mio. Synapsen zur Verfügung, die mit dem 14-nm-Fertigungsverfahren hergestellt wurden. Dabei kommuniziert jedes Neuron mit Tausenden anderen Neuronen. Die Lern-Algorithmen sind außerdem programmierbar.

Medizin und autonomes Fahren

Mögliche Anwendungen sieht Intel im Umfeld von Gesundheitsanwendungen oder beim autonomen Fahren. So könnte ein medizinisches Gerät die Herzfrequenz überwachen und der neuromorphe Chip lernt beispielsweise selbständig, bei welcher atypischen Herzfrequenz medizinische Maßnahmen angezeigt sind.

Noch steckt diese Technik im Laborstadium. Intel bezeichnet Loihi als „Test-Chip“, möchte allerdings, dass er irgendwann einmal ganz selbstverständlich in PCs oder Rechenzentren seinen intelligenten Job verrichtet. Erst einmal landet er jedoch nur in Universitäten und Forschungseinrichtungen. Das allerdings schon im ersten Quartal 2018.

Die Zukunft künstlicher Intelligenz

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