Neuromorphic Database
1 IntroduçãoBanco de Dados Neuromórfico - BDNM (Neuromorphic Database - NMDB) é uma nova proposta de Banco de Dados NOSQL, uma extensão dos Bancos de Dados de Grafos (Graph Databases) para aplicação em áreas da Inteligência Artificial, em geral, e em particular para armazenar, atualizar e recuperar dados de Redes Neurais Artificias e outras aplicações mais abrangentes inerentes a IA Forte.
Banco de Dados Neuromórfico pretende ser uma subárea da Engenharia Neuromórfica (Neuromorphic Engineering), envolvendo as áreas de:
- Inteligência Artificial;
- Banco de Dados;
- Big Data;
- Inteligência de Negócios; e
- Inteligência Empresarial ou Empresa Inteligente (Smart Enterprise ou Enterprise 4.0).
Dentro da área de Banco de Dados (Database - DB), NMDB envolve as subáreas dos BD-NOSQL:
- Bancos de Dados de Grafos (Graph Database - GDB);
- Bancos de Dados Multidimensionais (Multidimensional Database - MDDB); e
- Bancos de Dados de Tensores (Tensor Database (TDB).
Dentro da área da Inteligência Artificial (Artificial Intelligence - AI) NMDB envolve as subáreas de:
- Aprendizagem por Máquina (Machine Learning - ML);
- Aprendizagem Profunda (Deep Learning - DL);
- Representação do Conhecimento (Knowledge Representation - KR);
- Sistemas Especialistas (Expert System - ES).
Dentro da área de Bigdata NMDB envolve as subáreas de:
- Data Lake;
- Data Vault;
- Stream Computing; e
- Information Integration.
Dentro da área da Inteligência de Negócios (Business Intelligence - AI) NMDB envolve as subáreas de:
- Data Warehouse;
- Data Mart;
- Data Visualisation;
- Geo BI;
- ETL; e
- Analytics.
Dentro da área da Inteligência Empresarial (Smart Enterprise ou Enterprise 4.0) NMDB envolve as subáreas de:
- Robótica (Subárea da Inteligência Artificial);
- Manufatura Aditiva;
- Realidade Virtual;
- Realidade Aumentada;
- Sensores e Atuadores;
- Inteligência Competitiva;
- Gestão do Conhecimento:
- Content Management System (CMS);
- Computer Supported Cooperative Work (CSCW);
- Engenharia Empresarial:
- Gestão da Arquitetura Empresarial;
- Gestão do Ciclo de Vida de Produtos Empresariais;
- Gestão de Processos de Negócio Empresariais;
- Gestão de Regras de Negócio Empresariais;
- Gestão da Informação Empresarial;
- Gestão de Aplicações Empresariais com foco em DevOps;
- Gestão de Dados Empresariais; e
- Gestão da Infraestrutura de TI Empresarial.
2 Neuromorphic Engineering"Engenharia Neuromórfica, também conhecida como computação neuromórfica, é um conceito desenvolvido por Carver Mead no final da década de 1980, descrevendo o uso de sistemas de integração de grande escala ou "VLSI" (em inglês) que contenham circuitos analógicos eletrônicos para imitar as arquiteturas neurobiológicas presentes no sistema nervoso".
2.1 O que é?
A Engenharia Neuromórfica é uma área de conhecimento multidisciplinar envolvendo as áreas de biologia, física, matemática, ciência da computação e engenharia elétrica para projetar sistemas baseados em neurônios artificiais:
- sistemas de visão artificiais;
- sistemas auditivos artificiais;
- mentes artificiais; e
- robôs autônomos.
Os neurônios artificiais utilizados nesses sistemas possuem uma arquitetura física e princípios de design que são baseados nos sistemas nervosos biológicos.
A Engenharia Neuromórfica é a ciência de criar novas arquiteturas para dispositivos de computação, modeladas a partir de analogias de como o cérebro funciona. Muitas dessas arquiteturas não são arquiteturas de von Neumann.
2.2 Neuromorfismo
Neuromorfismo significa assumir a forma do cérebro, é o estudo dos mecanismos do cérebro. Um cérebro tem muitas funções, algumas com as quais não estamos tão familiarizados, mas um dispositivo neuromórfico pode ser feito para modelar apenas uma.
Para que um dispositivo ou mecanismo seja "artificialmente inteligente", deve ser dado os meios para realizar tarefas que, para um ser humano, exigiriam inteligência.
Um dispositivo neuromórfico pode funcionar em algum aspecto de maneira mecanicamente análoga à nossa compreensão de alguma parte do cérebro. Essa parte talvez seja memória, lógica, cálculo ou otimização de um método.
2.3 Ciência Neuromórfica
A ciência neuromórfica vai além da questão de saber se nossa compreensão do raciocínio pode ser simbolizada pelos valores armazenados eletronicamente por um computador digital. Ele estuda se os próprios dispositivos podem ser construídos usando mecanismos – sejam eles de estado sólido, analógicos ou uma mistura dos dois – que funcionam da maneira que acreditamos que o cérebro poderia funcionar. Algumas arquiteturas chegam a modelar a plasticidade percebida do cérebro (sua capacidade de modificar sua própria forma para se adequar à sua função) provisionando novos componentes com base nas necessidades das tarefas que estão executando no momento.
2.4 Arquitetura Neuromórfica
Uma Arquitetura Neuromórfica é composta de neurônios e sinapses, no hardware, esses são muitas vezes implementados fisicamente como neurônios e sinapses.
2.5 Computação Neuromórfica
A computação neuromórfica, que inclui a produção e uso de algumas formas de redes neurais, trata de provar a eficácia de qualquer conceito de como o cérebro desempenha suas funções – não apenas tomar decisões, mas memorizar informações e até deduzir fatos.
