Diga, portanto, para B’nei Yisrael: Eu sou Hashem. Eu vou libertar você do trabalho dos egípcios e libertá-lo de sua escravidão. Vou resgatá-lo com um braço estendido e por meio de castigos extraordinários. Êxodo 5: 6 (The Israel BibleTM)
Mais de 75 milhões de pessoas em todo o mundo estão confinadas a uma cadeira de rodas da qual dependem para ter mobilidade. Para aqueles com lesões neuromusculares ou da medula espinhal que enfraqueceram ou paralisaram seus braços e mãos, até mesmo as tarefas mais básicas – como beber em um copo ou comer com uma colher – são um desafio difícil. Para esses pacientes, a capacidade de alcançar e manipular objetos com eficácia é um de seus objetivos mais importantes.
A robótica assistiva pode preencher essa lacuna. Estudos descobriram que os braços robóticos montados em cadeiras de rodas fornecem uma maior sensação de independência para os usuários e que essas ferramentas de assistência podem reduzir a necessidade de tempo do cuidador em até 41%. Mas esses dispositivos – cujas peças devem se adaptar ao usuário e ao ambiente em tempo real – são muito caros, tornando-os praticamente inacessíveis para a maioria das pessoas que precisam deles.
A Intel e a Accenture, uma empresa internacional de inovação com experiência em vários setores e uma rede global de mais de 100 centros de inovação, acaba de anunciar que estão apoiando um projeto Intel Neuromorphic Research Community (INRC) para desenvolver braços robóticos em cadeiras de rodas para pacientes com lesões na coluna vertebral . O projeto está sendo liderado pelo Laboratório de Engenharia Neuro-Biomórfica da Universidade Aberta de Israel em colaboração com o Hospital ALYN de Jerusalém, que é aclamado mundialmente por sua especialização em reabilitação pediátrica. ALYN é a única instalação do tipo em Israel, com foco no diagnóstico e reabilitação de bebês, crianças e adolescentes com deficiências físicas, tanto congênitas quanto adquiridas.
O dispositivo de braço robótico será avaliado clinicamente e testado com crianças da ALYN. “A computação neuromórfica é um ajuste natural para tecnologias assistivas, devido aos seus baixos requisitos de energia e capacidade de aprender e se adaptar a novas situações em tempo real”, disseram os parceiros. “Por meio do trabalho da Intel e da Accenture com a Universidade Aberta de Israel e o Hospital ALYN, esperamos desbloquear novos recursos para crianças com mobilidade reduzida e melhorar a qualidade de vida dos pacientes”.
Funcionários da Intel explicam que a pesquisa em computação neuromórfica emula a estrutura neural do cérebro humano. A primeira geração de IA era baseada em regras e emulava a lógica clássica para tirar conclusões razoáveis dentro de um domínio de problema específico e estreitamente definido. Era bem adequado para monitorar processos e melhorar a eficiência. A segunda, a geração atual, está amplamente preocupada com o sensoriamento e a percepção, como o uso de redes de aprendizagem profunda para analisar o conteúdo de um quadro de vídeo.
Uma próxima geração estenderá a IA a áreas que correspondem à cognição humana, como interpretação e adaptação autônoma. Isso é fundamental para superar a chamada “fragilidade” das soluções de IA com base no treinamento e inferência de redes neurais, que dependem de visualizações literais de eventos que carecem de contexto e compreensão do senso comum. A IA de próxima geração deve ser capaz de lidar com situações e abstrações novas para automatizar as atividades humanas comuns.
Ele será baseado no chip de pesquisa Loihi, que inclui 130.000 “neurônios” artificiais otimizados para spiking redes neurais. Os principais desafios na pesquisa neuromórfica são combinar a flexibilidade de um ser humano e a capacidade de aprender com estímulos não estruturados com a eficiência energética do cérebro humano. Os blocos de construção computacionais nos sistemas de computação neuromórficos são logicamente análogos aos neurônios. Spiking Neural Networks (SNNs) é um novo modelo para organizar esses elementos para emular redes neurais naturais que existem em cérebros biológicos.
Cada “neurônio” no SNN pode disparar independentemente dos outros e, ao fazer isso, envia sinais pulsados para outros neurônios da rede que alteram diretamente os estados elétricos desses neurônios. Ao codificar informações dentro dos próprios sinais e seu tempo, os SNNs simulam processos de aprendizagem naturais remapeando dinamicamente as sinapses entre neurônios artificiais em resposta a estímulos.
Para fornecer sistemas funcionais para os pesquisadores implementarem SNNs, a Intel Labs projetou o Loihi, seu chip de teste de pesquisa neuromórfica de autoaprendizagem de quinta geração, que foi apresentado em novembro de 2017. Este design de 128 núcleos é baseado em uma arquitetura especializada otimizada para SNN algoritmos.
Como a tecnologia ainda está em fase de pesquisa e não entrou em produção, existe apenas um número limitado de sistemas de teste baseados em Loihi. Para expandir o acesso, a Intel Labs desenvolveu uma plataforma baseada em nuvem para
A capacidade de aprendizado em tempo real do chip de pesquisa neuromórfico da Intel, Loihi, mostra potencial para reduzir o custo de criação e operação de tais dispositivos. Ao utilizar o aprendizado em tempo real de Loihi, os pesquisadores prevêem que podem implementar o controle adaptativo para aprimorar a funcionalidade do braço, ao mesmo tempo que usam peças acessíveis que podem reduzir o custo em mais de 10 vezes. A eficiência energética de Loihi também se mostra promissora em tornar as tecnologias assistivas mais úteis e eficazes em situações do mundo real. Como o Loihi é até 1.000 vezes mais eficiente em termos de energia do que os processadores de uso geral, um dispositivo baseado em Loihi pode exigir carregamentos menos frequentes, tornando-o mais ideal para uso na vida diária.
Edy Liongosari, cientista-chefe de pesquisa da Accenture, disse: “Este projeto de pesquisa é uma demonstração poderosa do impacto que a computação neuromórfica pode ter no desenvolvimento de dispositivos assistivos inteligentes acessíveis. Tornar esses dispositivos acessíveis, principalmente para esses pacientes jovens, pode ter um impacto profundo em sua independência, melhorando a maneira como vivem. Estamos ansiosos para trabalhar em parceria com os pesquisadores da Open University of Israel, ALYN e Intel, contribuindo com nossa experiência técnica e da indústria para o avanço desta tecnologia para aqueles que mais precisam.”
“Acreditamos que o desenvolvimento de um braço robótico baseado em computação neuromórfica pode ser uma virada de jogo para pessoas com deficiência. Isso poderia tornar mais fácil para eles se envolverem com a comunidade, aumentar sua independência e conceder-lhes novas oportunidades de emprego”, disse Arie Melamed-Yekel, gerente geral da ALYNnovation na ALYN. “Estamos orgulhosos de liderar esta revolução junto com a Open University, Intel e Accenture.”
“A capacidade dos braços robóticos de beneficiar as pessoas hoje é amplamente limitada devido ao alto custo e ao consumo excessivo de energia”, disse Elishai Ezra Tsur, pesquisadora-chefe do projeto na Universidade Aberta de Israel. “Agora seremos capazes de explorar a implementação de controles adaptativos em hardware neuromórfico em um esforço para atender à necessidade de um braço robótico preciso, amigável e colaborativo a um custo significativamente reduzido.”
Publicado em 22/08/2020 18h01
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