Μικροκύκλωμα «μιμείται» τον ανθρώπινο εγκέφαλο

Μικροκύκλωμα-μιμείται-τον-ανθρώπι

Μικροκύκλωμα «μιμείται» τον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Ένα από τα σημαντικότερα βήματα στην εξέλιξη των νέας φιλοσοφίας και αρχιτεκτονικής ηλεκτρονικών υπολογιστών που λειτουργούν μιμούμενοι τον ανθρώπινο εγκέφαλο έγινε πρόσφατα στις ΗΠΑ. Θα χρησιμοποιηθούν σε ευρύ πεδίο εφαρμογών, από γιγαντιαίες εγκαταστάσεις ερευνών έως τα μελλοντικά κινητά τηλέφωνα. Πρόσφατα το φημισμένο αμερικανικό εργαστήριο Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) αγόρασε από την ΙΒΜ μια ολότελα διαφορετική, σε σχέση με τα σημερινά δεδομένα των συμβατικών υπερυπολογιστών, διάταξη μικροκυκλωμάτων επεξεργασίας δεδομένων. Πρόκειται για σύστημα με 16 ολοκληρωμένα κυκλώματα που μιμούνται την λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου και όπως αποδεικνύεται στην πράξη φαίνεται να το πετυχαίνουν με πολλά συγκριτικά πλεονεκτήματα έναντι των υπολογιστικών συστημάτων συμβατικής σχεδίασης που λειτουργούν σήμερα. Σύγκριση νέου υπολογιστή και ανθρώπινου εγκεφάλου…Όμως για να αποφευχθούν παρερμηνείες οι ερευνητές επισημαίνουν ότι δεν ανέπτυξαν ένα ψηφιακό ομοίωμα του ανθρώπινου εγκεφάλου, μια «λειτουργική φωτοτυπία του». Αντιθέτως κατασκεύασαν ένα υπολογιστή που μιμείται σε γενικές γραμμές τις εγκεφαλικές λειτουργίες στο ψηφιακό πεδίο οι οποίες βέβαια είναι πολύ περισσότερες και εξαιρετικά σύνθετες. Αν και λεπτή η διαφορά αυτή έχει μεγάλη σημασία καθώς προσδιορίζει που αρχίζει η πραγματικότητα του «νευροσυναπτικών» υπολογιστών, όπως αποδίδεται ο όρος, και που τελειώνει για να πάρει την σκυτάλη της λειτουργίας ο κατά πολύ ανώτερος ανθρώπινος εγκέφαλος. Αρκεί να σκεφτεί κάνεις με απλουστευμένους όρους ότι για να προσομοιωθεί η λειτουργία του με 100 τρισεκατομμύρια συνάψεις χρειάζονται 96 υπερυπολογιστές του εργαστηρίου LLNL κατά 1.500 φορές βραδύτερα από λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου σε πραγματικό χρόνο. Ενας υποθετικός ηλεκτρονικός υπολογιστής λειτουργώντας σε πραγματικό χρόνο θα κατανάλωνε 12 GW ενώ ο πανίσχυρος ανθρώπινος εγκέφαλος με τις βιοφυσικές και βιοχημικές διεργασίες του χρειάζεται μόλις 20 W. Προφανώς δεν υπάρχουν περιθώρια σύγκρισης. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα της ΙΒΜ ονομάζεται «TrueNorth», λειτουργικά μιμείται τις νευρωνικές συνάψεις και ως ηλεκτρονική πλατφόρμα είναι επεκτάσιμη ώστε μελλοντικά να αποκτήσει μεγαλύτερη ισχύ και δυνατότητες, προσομοιώνοντας περισσότερες και πιο σύνθετες εγκεφαλικές λειτουργίες. Με την αναγκαία απλούστευση, όπως αναφέρουν οι ειδικοί, το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει επεξεργαζόμενο το ισοδύναμο 16 εκατομμυρίων νευρώνων και 4 δισεκατομμυρίων συνάψεων του ανθρώπινου εγκεφάλου, επίδοση που ήδη θεωρείται πολύ σημαντική.

greekaffair.3gr

Το «νευρομορφικό» κύκλωμα όταν παρουσιάστηκε τον Αύγουστο του 2014 διέθετε 1.000.000 νευρώνες και 256 εκατομμύρια προγραμματιζόμενες συνάψεις. Η μελέτη και κατασκευή του έγινε με χρηματοδότηση της DARPA. Το τελευταίας γενιάς κύκλωμα καταναλώνει τόση ενέργεια όση ένα απλό τάμπλετ γεγονός που σε συνδυασμό με τον τρόπο λειτουργίας του το καθιστά μοναδικό ανατρέποντας όλη την σημερινή πραγματικότητα. Οι σημερινοί υπερυπολογιστές χρειάζονται μεγάλες εγκαταστάσεις παροχής ηλεκτρικής ενέργειας ενώ το νέο υπολογιστικό σύστημα συγκριτικά θα έχει πολύ μικρότερες απαιτήσεις προς όφελος και της οικονομίας στην κατανάλωση. Με τόσο οικονομική λειτουργία είναι λογικό να αναμένεται ότι θα περάσει από την εργαστηριακή χρήση και σε μελλοντικά καταναλωτικά αγαθά. Οι ειδικοί της ΙΒΜ αντιγράφοντας την δομή και τον τρόπο λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου σχεδίασαν νευρωνικά δίκτυα στα οποία γενικώς βασίζεται η λειτουργία των «νευρομορφικού» ή «νευροσυναπτικού» συστήματος. Αν και η ορολογία δεν αποδίδει πάντα με ακρίβεια το βάθος και την ευρύτητα της συνδυασμένης εργασίας των ερευνητών όντως η αρχιτεκτονική των νέων κυκλωμάτων αποτελεί μια εκτεταμένη προσομοίωση αλλά όχι ένα ψηφιακό ομοίωμα του εγκεφάλου. Διαπίστωση που παραπέμπει στον όγκο της εργασίας που πρέπει να πραγματοποιηθεί σε βάθος πολλών ετών αλλά και στον προβληματισμό ως που πρέπει να φθάσει και τι θα συμβεί αν πότε κατασκευαστεί υπολογιστής λειτουργικά ισοδύναμος με τον ανθρώπινο. Συγκριτικά ο καθιερωμένος τύπος υπολογιστών επικεντρώνει την λειτουργία του στην γλώσσα προγραμματισμού ενώ τα «νευρωσυναπτικής» αρχιτεκτονικής κυκλώματα προορίζονται για γνωστικές λειτουργίες. Τελικός στόχος της ΙΒΜ είναι ο συνδυασμός τους (όπως και τα διαφορετικής λειτουργίας δυο ημισφαίρια του εγκεφάλου που συνεργάζονται μεταξύ τους) σε ένα υπολογιστή που αναφέρεται με τον όρο «ολιστική υπολογιστική νοημοσύνη» (holistic computing intelligence). Ας μην ξεχνάμε ότι την προηγούμενη δεκαετία η κορυφαία ΙΒΜ είχε πετύχει την τηλεμεταφορά ιδιοτήτων υποατομικών σωματιδίων που θεωρήθηκε μέγα επίτευγμα και αποδεικνύει τις δυνατότητες στο πεδίο της έρευνας. Οι λειτουργίες του : Χάρη στην σχεδίαση του το νέο κύκλωμα μπορεί να εκτελέσει σύνθετες γνωστικές διεργασίες. Για παράδειγμα αναγνωρίζει πρότυπα και ολοκληρώνει αισθητηριακές επεξεργασίες πολύ πιο αποτελεσματικά από τα συμβατικά ολοκληρωμένα κυκλώματα, παραπέμποντας σε ανάλογες λειτουργίες του ανθρώπινου εγκεφάλου. Το συγκεκριμένο σύστημα θα προσφέρει στο εργαστήριο LLNL και κατ’ επέκταση στις ΗΠΑ την δυνατότητα να διερευνήσει νέες υπολογιστικές δυνατότητες αναγκαίες στην Εθνική Διοίκηση Πυρηνικής Ασφάλειας, την κυβερνοασφάλεια, στην διαχείριση των αποθεμάτων πυρηνικών όπλων καθώς και στην μη διάδοση τους. Η «νευρομορφική» λειτουργία ήδη σηματοδοτεί την έναρξη μιας σοβαρής απόκλισης από την διαδρομή που έως σήμερα ακολουθούσαν οι επιστήμονες στην σχεδίαση συμβατικών υπερυπολογιστών. Και αυτό εκτός από τις πρακτικές εφαρμογές αναμφίβολα εξάπτει την φαντασία τους. Με αυτά τα δεδομένα είναι πιθανόν η επόμενη γενιά υπερυπολογιστών, που θα βασίζονται σε προσομοίωση ανθρώπινου εγκεφάλου, να λειτουργούν με ταχύτητες 50 φορές ταχύτερα από τους σημερινούς υπερυπολογιστές. Πάντως αξίζει να φαντασθούμε ένα τέτοιο υπό κλίμακα κύκλωμα σε μελλοντικά έξυπνα κινητά τηλέφωνα, δίκτυα αισθητήρων, αυτοκίνητα χωρίς οδηγό και άλλες εφαρμογές καθημερινής χρήσης υψηλών απαιτήσεων. Από την άλλη πλευρά υπολογιστές με αυτά τα κυκλώματα, μεταξύ άλλων, θα έχουν την δυνατότητα επεξεργασίας του απαιτητικού σε επεξεργαστική ισχύ πολυμεσικού περιεχομένου στο υπολογιστικό νέφος.

mach-708

http://bit.ly/25P0knb

Δείτε επίσης τα εξής:

Στρατιωτικό τζάκετ που παράγει ενέργεια και είναι ... Έτοιμο να βγεί στην αγορά είναι στρατιωτικό τζάκετ (πανωφόρι) ενισχυμένο με ελληνική πατέντα πάνελ φωτοβολταϊκών για να παρέχει ενεργειακή ανεξαρτησία...
Ο 16χρονος μαθητής Δημήτρης Χατζής : Φαινόμενο της... Ο 16χρονος μαθητής Δημήτρης Χατζής : Φαινόμενο της ρομποτικής Στη βιομηχανική αίθουσα Μηχανουργείου μια ομάδα παιδιών με τους γονείς τους παρακολουθο...

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ