Ikerlan lidera el proyecto europeo Nimbleai para desarrolar "los ojos" de los dispositivos IOT

¿Pueden los sistemas de visión basados en la inteligencia artificial (IA) aprender a ‘ver’ como los humanos, y hacerlo además consumiendo extremadamente poca energía? El centro tecnológico Ikerlan cree que podría ser tecnológicamente viable y es por ello que lidera el proyecto de investigación Horizon Europe NimbleAI, cuyo objetivo es crear “los ojos” de los dispositivos del internet de las cosas (IoT). Los vehículos autónomos, la industria 4.0, la asistencia sanitaria, la robótica, y la realidad virtual son el mercado objetivo principal para la tecnología NimbleAI, al tratarse de aplicaciones consolidadas en las que la visión artificial desempeña un papel fundamental.

Los “ojos” en los que trabajará Ikerlan, junto con otros centros tecnológicos, universidades y empresas líderes en el sector europeos, replicarán en un chip de silicio el funcionamiento de la retina y los procesos neurocognitivos que habilitan la visión humana.

Estos sistemas, resultado de millones de años de evolución, se caracterizan por consumir energía únicamente en capturar y procesar datos visuales con alto contenido de información y permitir llevar a cabo tareas de gran complejidad de manera segura, como por ejemplo la conducción de vehículos. En la retina humana, las células fotorreceptoras reaccionan sólo a cambios significativos de luz, y las neuronas en el cerebro que procesan la información visual consumen energía sólo cuando son estimuladas por las células fotorreceptoras en la retina o por otras neuronas activas. 

NimbleAI adoptará este funcionamiento biológico, basado ‘en eventos’ (activaciones de fotorreceptores y neuronas). Los procesadores tradicionales procesan datos de forma continua sin tener en cuenta el valor de la información que aportan los datos procesados, y por eso resultan energéticamente ineficientes.

NimbleAI utilizará los últimos avances en fabricación de chips 3D para integrar en un volumen de silicio el mayor número posible de fotorreceptores y neuronas artificiales, emulando la estructura 3D de un cerebro biológico.

El resultado esperado es un chip que consuma apenas unas decenas de mW – casi mil veces menos que una bombilla LED – y emplee un área de silicio de tan sólo 50 mm2 – aproximadamente una cuarta parte del área de una moneda de un céntimo. Xabier Iturbe, coordinador del proyecto NimbleAI e investigador senior en Ikerlan, afirma que “NimbleAI pretende diseñar un chip neuromórfico que mejore la eficiencia energética y latencia de procesamiento IA respecto a la tecnología comercial actual en al menos 100 y 50 veces, respectivamente”.  

Impacto en la industria y la investigación en Europa y Euskadi

NimbleAI contribuirá a reforzar la soberanía europea en semiconductores y a posicionar a Europa a la vanguardia de la actual revolución en tecnología neuromórfica. Adicionalmente, contribuirá a reducir la dependencia que los actuales dispositivos IoT tienen de la nube al estar capacitados para realizar procesamientos de los datos más avanzados (y demandantes) de manera local, lo que redundará a construir redes de IoT más sostenibles. Mitigar la transmisión de datos a la nube minimizará los riesgos de seguridad y reducirá los tiempos de respuesta – una cuestión crítica en aplicaciones como, por ejemplo, la conducción autónoma.

Y, más allá de la transferencia de los resultados a los agentes participantes en el proyecto en el corto plazo, dando lugar a nuevas generaciones de chips neuromórficos comerciales.

En el largo plazo NimbleAI constituye una oportunidad para la industria vasca y también para la investigación en Euskadi.

Participantes en el proyecto

NimbleAI cuenta con un presupuesto de 10 M€ para el periodo 2022-2025 aportados por el programa Horizon Europe de la Unión Europea y por el Gobierno del Reino Unido. Destacar igualmente la fortaleza del consorcio en el que trabajaran junto con Ikerlan (líder del proyecto), centros de investigación de referencia en las tecnologías relevantes para el proyecto (CEA, IMEC, CSIC, BSC), una empresa desarrolladora de herramientas software para diseño de chips 3D (MZ Technologies), varias empresas que licencian propiedad intelectual para su integración en chips (CODASIP, MENTA), una empresa que diseña y comercializa procesadores neuromórficos (GrAI Matter Labs), una empresa que diseña cámaras plenópticas (Raytrix), así como universidades de reconocido prestigio (TU Wien, Universidad Politécnica de Valencia, Politecnico di Milano, University of Manchester, Queen Mary University of London, Leiden University) y fabricantes de equipos finales (ULMA Medical, AVL, ViewPointSystem).

El consorcio está apoyado por un comité de asesores que incluye la compañía más importante en diseño y comercialización de sensores de imagen neuromórficos, Prophesee, así como empresas que cubren toda la cadena de valor del sector de semiconductores, incluyendo fabricantes de equipos de litografía para producción de chips y los propios productores de chips (‘foundries’). El objetivo es asegurar que la propiedad intelectual y tecnología generada en NimbleAI sea fabricable.