Le projet Apprentissage-3D (3D Learn) est l'histoire d'un défi : celui d'exploiter un substrat matériel tridimensionnel inspiré du cerveau pour développer les premiers réseaux de neurones matériels auto-apprenants, capables d’optimiser leur propre fonctionnement en temps réel et à très faible consommation d’énergie, en tirant parti des propriétés uniques de la spintronique.
Apprentissage-3D est financé dans le cadre de la stratégie France 2030, dans le cadre du Programme de recherche à risque CEA Audace !
Objectifs
Apprentissage-3D doit permettre de réaliser la première démonstration d’un réseau neuronal physique 3D entièrement fonctionnel en plusieurs étapes : développement de matrices de neurones spintroniques 2D interconnectées pour démontrer l’apprentissage in-situ ; démonstration de la reconfigurabilité et de l’auto-organisation des synapses artificielles ; empilement des réseaux 2D pour former la première architecture 3D fonctionnelle ; enfin, optimisation de l’apprentissage en temps réel et validation sur des tâches cognitives complexes.
Impacts
Ce projet doit permettre d'ouvrir la voie à des systèmes IA extrêmement efficaces énergétiquement (d’un facteur mille par rapport aux architectures actuelles), capables d’apprendre en autonomie sans besoin de mises à jour massives des poids synaptiques, pour des applications en robotique, mobilité et systèmes embarqués.
Ces nouveaux systèmes IA à la consommation énergétique modérée, capables d’apprendre seuls sans besoin de mises à jour massives pourront notamment, entre autres, être installés sur des robots et systèmes embarqués pour améliorer leur autonomie énergétique et fonctionnelle.
Contribution d'amU
Aix Marseille Université participe au projet à travers l'implication de l’Institut Matériaux Microélectronique Nanoscience de Provence (IM2NP), une grande unité de recherche pluridisciplinaire d’environ 300 personnes située aux confluents de la physique, de la chimie et de la micro-électronique. Depuis sa création, l’IM2NP n’a cessé d’affirmer son rayonnement scientifique dans des sujets très variés allant des nanosciences aux matériaux avancés, jusqu’à l’électronique intégrée, aux circuits et systèmes.
Possédant un large spectre de compétences lui permettant de relier de nombreux aspects fondamentaux aux applications, avec un fort potentiel d’innovation que le laboratoire accompagne au travers de plusieurs plateformes technologiques et de la création de start-up, c’est aujourd’hui une unité de recherche solidement établie dans le paysage local, national et international, avec une identité propre et des spécificités, expertises et savoir-faire scientifiques forts, un laboratoire relevant de grands défis sociétaux auxquels nous sommes tous confrontés, ancré dans la société.
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