Institut

Peter Grünberg Institut (PGI)

Projekt „NEUROTEC-II“: Neuro-inspirierte Technologien der künstlichen Intelligenz für die Elektronik der Zukunft

Das interdisziplinäre Projekt führt Experten des Forschungszentrums Jülich und der RWTH Aachen zusammen, die gemeinsam mit regionalen Unternehmen aus der Hochtechnologie neue Materialien und elektronische Bauelemente für neuroinspirierte Hardware entwickeln. Die Funktionsweise des Gehirns dient dabei als Grundlage für innovative Computerarchitekturen. Diese sogenannten neuromorphen Computer besitzen das Potenzial, zur Rechnergeneration der Zukunft zu werden.

Zielstellung Energieeffiziente KI

Bestimmte Aufgaben erledigt ein menschliches Gehirn hocheffizient und benötigt dafür etwa 10.000 Mal weniger Energie als ein konventioneller, sogenannter „von Neumann“-Computer. Die Erkennung von Mustern ist eine solche Aufgabe. Bei anderen Aufgaben, wie numerischen Kalkulationen, ist das biologische neurale Netz den Computern jedoch hoffnungslos unterlegen, sowohl hinsichtlich des Energiebedarfs als auch der Geschwindigkeit. Diese signifikanten Leistungsunterschiede bei verschiedenen Aufgaben hängen mit grundlegenden Unterschieden in der Struktur des menschlichen Gehirns und der von Neumann-Computerarchitektur zusammen.

Ein Vergleich des Energieumsatzes konventioneller Computer mit dem des menschlichen Gehirns zeigt das große Potenzial eines zukünftigen neuromorphen Computers, der sich die Funktionsweise biologischer neuraler Netze zu Nutze macht (Abbildung 1). Die Grundlagen zur Nutzung dieses Potenzials wirksam voranzubringen ist das Ziel der zweiten Phase des Projektes „NEUROTEC-II – Neuro-inspirierte Technologien der künstlichen Intelligenz für die Elektronik der Zukunft“. Für weitere fünf Jahre ist das Projekt als Konkretisierung der Technologien unter anderem mit KI-Chip Demonstratoren und der FuE Zusammenarbeit mit regionalen Unternehmen angelaufen.

Das Verbundprojekt NEUROTEC-II gliedert sich in 6 große Arbeitspakete, 4 Kooperationsprojekte mit Unternehmen und ein Demonstratorprojekt, die eng zusammen arbeiten, um die neuro-inspirierte Forschung in anschlussfähige Technologie der KI-Elektronik von morgen umzusetzen: