Unite!, la alianza de universidades europeas de la cual forma parte la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), trabajará en una propuesta innovadora en el área del aprendizaje automático (Inteligencia Artificial - IA) a partir de un enfoque neuromórfico, inspirado en las redes neuronales del cerebro humano. El proyecto está liderado por el profesor Jordi Madrenas, y participan los profesores Juan Manuel Moreno y Jordi Cosp-Vilella, los tres investigadores del grupo de investigación Sensores Inteligentes y Sistemas Integrados, y el investigador Bernardo Vallejo. También participan los profesores Diogo Caetano, del Instituto Superior Técnico (IST/INESC MN) de Lisboa, Portugal, y Pawel Herman, del KTH Royal Institute of Technology, Suecia.

El propósito del proyecto, que ha recibido financiación de la alianza a través del Unite! Seed Fund, y que se alargará hasta diciembre de 2024, es la implementación de una IA neuromòrfica (tipo cerebro) de próxima generación que supere las limitaciones convencionales del aprendizaje y la escalabilidad de la IA. El equipo coordinará el conocimiento de los grupos de investigación de las tres universidades para avanzar en tres líneas: Dispositivo, Neurona y Sistema. Los socios del proyecto son expertos en cada uno de estos ámbitos. La investigación inicial implica la combinación de dispositivos memristor (resistencias con memoria) para redes a gran escala, hardware configurable de neuronas de tipos spiking y modelos cerebrales de alto nivel.

El proyecto se alinea con el Pacto Verde Europeo al investigar sobre tecnologías de bajo consumo para la periferia (edge computing). La colaboración entre los socios, con perfiles complementarios, permitirá llevar a cabo una investigación innovadora y complementaria a los proyectos actuales de los socios. En este sentido, Jordi Madrenas explica que “comprender mejor el funcionamiento de los sistemas neuronales biológicos junto con un hardware eficiente permitirá aplicaciones en los ámbitos de la ingeniería y la salud, como la robótica inteligente de bajo consumo, prótesis neurales compactas y ayudas para enfermedades neuronales”.

Los responsables prevén, una vez obtenidos los primeros resultados, preparar una propuesta de proyecto más ambiciosa a la convocatoria 2024 del programa Pathfinder del EIC (European Innovation Council), que apoya a proyectos de vanguardia de alto riesgo que exploren, como este de Unite!, nuevas áreas y deep-tech con el objetivo de acontecer potenciales tecnologías del futuro. Está previsto en esta fase involucrar otros centros de investigación y empresas en neurociencia cognitiva. Con el objetivo de intensificar esta línea de investigación, el grupo ha previsto potenciar los estudios de doctorado y las tesis con este enfoque, promoviendo temas atractivos entre los posibles candidatos a cursar un doctorado.

Estrechando la colaboración desde Unite!
El marco del proyecto se centra en la computación neuromórfica, similar a la del cerebro, un campo altamente interdisciplinario de gran relevancia para la IA. Los tres socios de Unite! colaboran desde hace varios años. La UPC aporta al proyecto el liderazgo y la experiencia en implementación de sistemas neuromórficos de bajo consumo de energía en tiempo real. En este sentido, el grupo, liderado por Jordi Madrenas, ha desarrollado una arquitectura adecuada para ejecutar, en tiempo real, el comportamiento de redes neuronales spiking (SNNs), incluyendo múltiples modelos y plasticidad.

Por su parte, los investigadores del IST (Portugal) que son expertos en I+D de vanguardia en micro y nanotecnologías, desarrollarán la tecnología memristor y la electrónica para interfaces con sistemas basados en FPGA utilizados para SNNs. El equipo del KTH (Suecia) se centra en la modelización computacional de fenómenos cerebrales cognitivos y perceptivos, desarrollando redes neuronales cerebrales para el reconocimiento holístico de patrones.

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