Τσιπ μιμούνται τις λειτουργίες του εγκέφαλου

Σημαντική πρόοδο στον τομέα της έρευνας πάνω σε τσιπ που μιμούνται τις επιδόσεις και τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου παρουσίασαν ερευνητές της ΙΒΜ.

Όπως αναφέρεται στη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Science, «εμπνευσμένοι από τη δομή του εγκεφάλου, αναπτύξαμε μία αποδοτική, επεκτάσιμη και ευέλικτη μη- von Neymann αρχιτεκτονική, που μοχλεύει τη σύγχρονη τεχνολογία πυριτίου. Για λόγους επίδειξης, κατασκευάσαμε ένα τσιπ 5,4 δισ. τρανζίστορ με 4.096 νευροσυναπτικούς πυρήνες, διασυνδεδεμένους μέσω ενός εσωτερικού δικτύου που ενσωματώνει ένα εκατ. προγραμματίσιμους νευρώνες και 256 εκατ. παραμετροποιήσιμες συνάψεις. Τα τσιπ μπορούν να παρατεθούν σε δύο διαστάσεις μέσω ενός εσωτερικού interface επικοινωνίας, επεκτείνοντας ομαλά την αρχιτεκτονική…η οποία προσφέρεται για χρήση σε πολλές εφαρμογές οι οποίες χρησιμοποιούν σύνθετα νευρικά δίκτυα σε πραγματικό χρόνο, όπως για παράδειγμα εντοπισμός και καταχώρηση πολλαπλών αντικειμένων. Με video input 400x240 στα 30 frames per second, το τσιπ καταναλώνει 63 milliwatts».

Το τσιπ αποκαλείται TrueNorth και στην ουσία προσπαθεί να μιμηθεί τον τρόπο που ο εγκέφαλος αναγνωρίζει μοτίβα, βασιζόμενο σε δίκτυα τρανζίστορ που μιμούνται τα νευρικά δίκτυα του εγκεφάλου. Οι ηλεκτρονικοί «νευρώνες» στέλνουν σήματα όταν ένα είδος δεδομένων (για παράδειγμα, φως) ξεπερνά ένα συγκεκριμένο όριο. Δουλεύοντας παράλληλα, οι νευρώνες αρχίζουν να οργανώνουν τα δεδομένα σε μοτίβα, «διαπιστώνοντας» έτσι ότι το φως γίνεται πιο δυνατό, αλλάζει χρώμα κτλ. Όπως αναφέρεται σε σχετικό δημοσίευμα των NY Times, ένας τέτοιος επεξεργαστής θα είναι σε θέση να καταλάβει ότι μια γυναίκα σε ένα βίντεο σκύβει για να σηκώσει κάτι, ή να ελέγξει ένα ρομπότ το οποίο βγάζει ένα κέρμα από μια τσέπη. Οι άνθρωποι μπορούν να αναγνωρίζουν αυτές τις ενέργειες χωρίς συνειδητή σκέψη, ωστόσο τα ρομπότ και οι υπολογιστές σήμερα δυσκολεύονται να το κάνουν.

Η συγκεκριμένη προσέγγιση στους υπολογιστές - neuromorphic/ cognitive computing- είναι ακόμα σε πολύ πρώιμο επίπεδο, και τα τσιπ της ΙΒΜ – η οποία εργάζεται εδώ και καιρό πάνω στο αντικείμενο- δεν είναι ακόμη διαθέσιμα στο εμπόριο, ωστόσο θεωρείται ευρέως ότι θα αποτελέσει αναπόσπαστο κομμάτι της τεχνολογίας υπολογιστών στο κοντινό μέλλον.

Σύμφωνα με το Wired, η ΙΒΜ έχει ήδη δοκιμάσει τις δυνατότητες του τσιπ πάνω σε κοινές εργασίες τεχνητής νοημοσύνης, όπως την αναγνώριση εικόνων, και οι νευρώνες και οι συνάψεις του έχουν δείξει ότι μπορούν να τις φέρουν σε πέρας με ίδια σε γενικές γραμμές ταχύτητα, αλλά πολύ μικρότερη κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με τα συμβατικά τσιπ.

Την έρευνα της ΙΒΜ χρηματοδότησε η DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) του αμερικανικού Πενταγώνου, στο πλαίσιο του προγράμματος Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable (SyNAPSE).