La communauté de l'intelligence artificielle (IA) a récemment proposé de puissants algorithmes qui devraient permettre aux machines d'apprendre par l'expérience et d'interagir de manière autonome avec leur environnement. 

Toutefois, pour concrétiser cette ambition, des nanosystèmes dotés d'architectures de pointe de moins en moins énergivores, et dont la mémoire devra être à très haute densité, à haute résolution et dotée d’une endurance illimitée, doivent être mis en place. Si cette capacité n'existe pas encore aujourd'hui, le projet d’Elisa Vianello pourrait en ouvrir la voie : elle a découvert que différentes fonctions du système nerveux de l'insecte ressemblent étroitement aux fonctions assurées par les mémoires déterministes, probabilistes, volatiles et non volatiles.

« Comme la mémoire idéale n'existe pas aujourd'hui, le projet vise à construire une synapse hybride qui intègre différentes technologies de mémoire. » Elle précise pour ce faire, s’être appuyée sur les grillons qui pour échapper à leurs prédateurs, « prennent des décisions justes à partir de données peu fiables, imprécises et lentes envoyées par leurs neurones et synapses. En examinant de près leur structure biologique, nous avons identifié une diversité de fonctions de type mémoire impliquées dans leurs systèmes sensoriels et nerveux. En combinant ces différentes fonctions, le système de traitement interne du criquet parvient à atteindre des performances remarquables et efficaces energétiquement. »

Elisa et son équipe fabriqueront des réseaux de dispositifs de mémoires physiques à l'échelle nanométrique avec l’objectif de traduire les principes biologiques des insectes en principes physiques. Ceci permettra l’apprentissage à partir d'un volume très limité de données bruitées, telles que les données mesurées en temps réel par différents capteurs (caméras, radars, capteurs cardiaques (ECG), capteurs musculaires (EMG), flux de bio-impédance et potentiellement aussi de signaux cérébraux par le biais de capteurs EEG et de sondes neuronales).

« Les travaux d'Elisa permettront d’ouvrir de nouvelles perspectives de recherche vers des projets d’intelligence embarquée moins énergivore et capable d'apprendre en ligne », a déclaré Jean-René Lequepeys, directeur adjoint et technique du CEA-Leti, laboratoire duquel dépend Elisa Vianello. « Il s'agit d'une véritable rupture technologique et applicative qui combinera les derniers développements de la microélectronique en utilisant de nouvelles générations de mémoires non volatiles et en s'inspirant du monde vivant. Ce travail de recherche s'inscrit pleinement dans les priorités de l'institut et ouvrira de belles perspectives de premières mondiales et de commercialisation. »