Od postrzegania po systemy percepcji
W ramach projektu stworzono architektury elektroniczne, które integrują zróżnicowane informacje sensoryczne w pełnym modelu percepcyjnym środowiska. Naśladując biologiczne zasady funkcjonowania receptorów zmysłów i systemu nerwowego, można przedstawić obszar środowiska na wyższym poziomie poznawczym. System SenseMaker może wyodrębniać skorelowane informacje z reprezentacji czuciowych, które są jednocześnie ulepszane za pomocą różnych modalności czuciowych – podobnie jak mózg ludzki. Na podstawie wstępnie zdefiniowanej biblioteki system wybiera minimalny zestaw modalności czuciowych, które są łączone w celu zapewnienia wiarygodnego podziału i identyfikacji obiektów/środowiska. Korzystając z modelowania neuromimetycznego, dokładnie zbadano, a następnie zaimplementowano system percepcyjny przy użyciu programowalnych, mieszanych układów ASIC (Application-Specific Integrated Circuits) analogowo-cyfrowych. W przypadku wystąpienia nieprzewidywalnej zmiany w środowisku lub częściowego uszkodzenia czujników system może dokonać samodzielnej zmiany konfiguracji poprzez utworzenie dodatkowych połączeń krzyżowych. Neurony impulsowe i adaptowalne synapsy zaimplementowano przy użyciu układu ASIC sieci neuronowej o mieszanym sygnale. Impulsowa sieć neuronowa imituje zachowanie neuronów, które może zostać wyjaśnione przy użyciu modeli membran. Impulsy mogą zostać wygenerowane przy określonych wartościach progowych napięcia membrany, podczas gdy synapsy przewodzące zapewniają realistyczną podstawę dla odwróconych potencjałów. Ze względu na odchylenia w procesie produkcyjnym każdy tranzystor różni się od pozostałych, podobnie jak neurony. Aby można było uzyskać kontrolę nad tymi odchylenia w celu stworzenia mikroukładów neuronowych o znanym rozkładzie statystycznym ich parametrów, każdy neuron elektroniczny zapewnia kilka indywidualnie dostrajanych parametrów. Co więcej, dzięki plastyczności zapewniany jest lepszy wgląd w proces adaptacji mózgu do środowiska. Tym samym asocjacyjne reguły plastyczności zostały zapożyczone z odpowiednika biologicznego przy użyciu algorytmów plastyczności zależnych od synchronizacji impulsów, które wywodzą z badań nad nową korą mózgową ssaków i służą do zapisywania wspomnień długoterminowych. Każda synapsa układu impulsowej sieci neuronowej mierzy korelację między sygnałem przed- i postsynaptycznym. Realistyczne systemy percepcji naśladują zaawansowaną interakcję żywego układu z jego środowiskiem. Dzięki połączeniu informacji sensorycznych, takich jak wzrok, słuch i dotyk, z poznaniem, kontrolą i reakcją takie systemy mogą potencjalnie rozszerzać możliwości maszyn i uzupełniać ludzkie zmysły.
