Computers worden steeds krachtiger. Dit zorgt voor stijgend energieverbruik en daarmee oplopende kosten. De vraag is dus urgent: hoe kunnen we slimmer, duurzamer én veiliger rekenen? Het antwoord ligt mogelijk in neuromorphic computing, oftewel computers die zijn geïnspireerd op de werking van ons brein.
Wat is neuromorphic computing
Neuromorphic computing bootst na hoe neuronen signalen versturen en hoe synapsen leren door verbindingen te versterken of te verzwakken. Dit biedt drie grote voordelen:
- Energiezuinigheid omdat dataopslag- en verwerking vaak op dezelfde fysieke locatie plaatsvindt.
- Parallelle verwerking en daarmee hoge snelheid omdat neuromorfische systemen veel berekeningen tegelijkertijd uitvoeren.
- Het vermogen om zelf te leren op basis van ervaringen.
Van klassieke chips naar fotonische doorbraken
De eerste neuromorfe chips bestaan al. Deze werken met elektrische signalen die neuronen nabootsen. Het voordeel is dat ze relatief eenvoudig te produceren zijn met bestaande chiptechnologie. Toch zitten er grenzen aan hun snelheid en efficiëntie.
Daarom verschuift de aandacht naar fotonische neuromorfe chips. Dit zijn systemen die niet met elektronen, maar met licht werken. Door lasers en optische golfgeleiders te gebruiken, kunnen signalen sneller en energiezuiniger verwerkt worden. Bovendien maakt licht het mogelijk om meerdere berekeningen parallel te doen via verschillende golflengtes. Dit opent de deur naar toepassingen die enorme rekenkracht vereisen, zoals beeldanalyse, medische diagnostiek of autonome voertuigen.
Toepassingen dichtbij
De mogelijkheden zijn breed en concreet. Denk aan gehoorapparaten die slimmer reageren zonder dat de batterij in een dag leeg is of kassen waarin sensoren automatisch per plant de juiste verzorging aansturen. Ook in zogeheten edge computing, waarbij data dicht bij de bron wordt verwerkt in plaats van in een datacentrum, biedt neuromorphic computing voordelen. Het maakt apparaten slimmer, sneller en duurzamer.
Samenwerken aan een nationale strategie
Onderzoekers aan onder meer de Radboud Universiteit werken zowel aan fundamenteel nieuwe materialen voor neuromorfe chips als aan praktische toepassingen. In een whitepaper pleiten zij onder andere voor een nationale coalitie Neuromorphic Computing NL. Hierin werken universiteiten, bedrijven en overheden samen aan een routekaart voor onderzoek en toepassing waarin duurzaamheid, autonomie en veiligheid worden gewaarborgd en economische kansen worden gecreëerd. De whitepaper benadrukt ook de noodzaak om de verbinding te zoeken met andere sleuteltechnologieën, zoals halfgeleiders, kunstmatige intelligentie, quantumcomputing en fotonica.
Lees de whitepaper Neuromorphic Computing in the Netherlands:
Bovenstaand artikel is gebaseerd op dit artikel van Radboud Universiteit:
