DeepSouth, le premier superordinateur capable de simuler des réseaux de neurones à l’échelle du cerveau humain, développé par des chercheurs australiens, sera mis en service en 2024. Il promet des avancées non seulement en informatique (notamment dans l’IA), mais également en neurosciences.
L’année 2024 marquera un tournant dans la recherche en neurosciences et en informatique avec le lancement de DeepSouth, un superordinateur développé par des chercheurs du Centre international des systèmes neuromorphiques (ICNS) de l’Université Western Sydney(Australie). Capable d’imiter les processus cérébraux, il permettra des avancées de la compréhension de l’efficacité de l’intelligence artificielle (IA). Ce projet est le résultat d’une collaboration internationale et promet des avancées dans des domaines variés, de la robotique à la santé, tout en favorisant une informatique plus respectueuse de l’environnement.
Le supercalculateur porte bien son nom, DeepSouth, en hommage au système TrueNorth d’IBM, qui visait à produire des machines simulant de grands réseaux de neurones à pointes, et à Deep Blue, le premier ordinateur à devenir champion du monde d’échecs. Le nom est également un clin d’œil à sa situation géographique.
Neuromorphisme et efficacité énergétique
DeepSouth représente une percée technologique majeure, notamment par son architecture neuromorphique, inspirée directement des processus biologiques du cerveau humain. Cette approche innovante permet au superordinateur de simuler les opérations synaptiques — les interactions entre les neurones — à une échelle sans précédent. Avec sa capacité à réaliser 228 billions (228 x 1012) d’opérations synaptiques par seconde, DeepSouth atteint un niveau de performance qui rivalise avec l’activité neuronale humaine. Cette capacité à reproduire la complexité et la rapidité des interactions neuronales ouvre des perspectives inédites dans la compréhension du fonctionnement cérébral et dans la simulation de processus cognitifs.
L’aspect le plus révolutionnaire de DeepSouth réside dans son efficacité énergétique. Contrairement aux superordinateurs traditionnels, qui nécessitent une grande quantité d’énergie pour fonctionner, DeepSouth parvient à effectuer ces opérations synaptiques massives tout en consommant beaucoup moins d’énergie. Cette performance est rendue possible par l’utilisation de matériel informatique de pointe, notamment les Réseau de portes programmables in situ (FPGA), qui permettent une reconfiguration flexible après fabrication et ainsi une optimisation énergétique.
Le directeur de l’ICNS, le professeur André van Schaik, déclare dans un communiqué : « Les progrès dans notre compréhension de la manière dont le cerveau calcule à l’aide des neurones sont entravés par notre incapacité à simuler des réseaux de type cérébral à grande échelle. La simulation de réseaux neuronaux sur des ordinateurs standard à l’aide d’unités de traitement graphique (GPU) et d’unités centrales de traitement (CPU) multicœurs est tout simplement trop lente et gourmande en énergie. Notre système changera cela ».
Applications multidisciplinaires
En biomédecine, la capacité de DeepSouth à simuler le cerveau humain ouvre des portes vers une compréhension plus approfondie des maladies neurodégénératives comme Alzheimer ou Parkinson. Les chercheurs pourront utiliser DeepSouth pour modéliser et étudier les dysfonctionnements neuronaux, ce qui pourrait conduire à de nouvelles thérapies ou médicaments.
Dans le domaine de la robotique, l’imitation des processus cérébraux par DeepSouth promet de rendre les robots plus autonomes et adaptatifs, capables de traiter des informations complexes avec une vitesse et une efficacité sans précédent.
En outre, DeepSouth aura un certainement un impact sur la recherche spatiale et l’intelligence artificielle. Dans l’espace, la gestion de l’énergie est cruciale. L’efficacité énergétique de DeepSouth pourrait donc permettre de développer des systèmes de navigation et de traitement des données plus performants pour les missions spatiales.
En ce qui concerne l’intelligence artificielle, DeepSouth offre la possibilité de créer des algorithmes d’apprentissage automatique plus sophistiqués et, encore une fois, surtout moins gourmands en énergie. Ces algorithmes pourraient imiter de manière plus fidèle les processus de la pensée humaine, conduisant à des avancées dans des domaines comme la reconnaissance vocale, la vision par ordinateur et la prise de décision automatisée.
Avancées techniques et commerciales
La scalabilité de DeepSouth est un atout majeur, permettant une adaptation flexible à diverses exigences de recherche et d’application. Cette caractéristique permet aux utilisateurs d’ajouter ou de retirer du matériel selon les besoins spécifiques de leurs projets, offrant ainsi une personnalisation inégalée. Cette flexibilité rend DeepSouth non seulement adapté à un large éventail de scénarios de recherche, mais aussi économiquement viable pour une variété d’institutions et d’entreprises, des universités aux startups.
En outre, comme mentionné précédemment, la reconfigurabilité de DeepSouth, grâce à l’utilisation des FPGA, est une innovation clé. Les FPGA offrent la possibilité de reprogrammer le matériel après sa fabrication, permettant ainsi l’intégration de nouveaux modèles de neurones et de règles d’apprentissage au fil du temps. Cette capacité à s’adapter et à évoluer est essentielle dans un domaine aussi dynamique que celui des neurosciences et de l’intelligence artificielle.
De plus, DeepSouth sera accessible à distance via une interface utilisateur en Python, ce qui le rend facilement utilisable par des chercheurs et des développeurs sans nécessiter une expertise approfondie en informatique. Cette accessibilité, combinée à la capacité du système à imiter les processus du cerveau humain, offrira des solutions de traitement de l’information plus proches des mécanismes naturels.
L’équipe de l’ICNS de l’Université de Sydney Ouest a collaboré avec des partenaires internationaux, dont l’Université d’Aix-la-Chapelle en Allemagne. Par ailleurs, DeepSouth est destiné à jouer un rôle prépondérant dans le développement de Sydney Ouest en tant que pôle technologique de pointe. Sa mise en service, prévue pour avril 2024, marque une étape majeure dans l’évolution de l’infrastructure technologique de la région. L’impact de DeepSouth s’étendra au-delà des frontières académiques, influençant positivement l’économie locale, en attirant des investissements, en créant des emplois et en stimulant l’innovation dans des secteurs clés comme l’intelligence artificielle, la robotique et la biomédecine.