สมองของมนุษย์ถูกใช้เพื่อเปรียบเทียบการทำงานของคอมพิวเตอร์ แต่จริงๆ แล้ว คอมพิวเตอร์ไม่มีอะไรเหมือนกับสมองของมนุษย์ อย่างน้อยก็ยังไม่มี
สิ่งนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อนักวิจัยได้พัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่ใช้แสงเพื่อเลียนแบบการทำงานของไซแนปส์ของเส้นประสาท ซึ่งเป็นการเปิดทางสำหรับฮาร์ดแวร์ที่รวมความเร็วของโปรเซสเซอร์สมัยใหม่เข้ากับประสิทธิภาพของพลังสมอง
สมองและคอมพิวเตอร์เป็นทั้งระบบที่สามารถสร้างแบบจำลอง จัดการ และจัดเก็บข้อมูลได้ จากนั้นพวกเขาก็ไม่ค่อยมีอะไรเหมือนกันมากนัก
ในขณะที่โปรเซสเซอร์ในคอมพิวเตอร์รวมแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าเข้ากับสวิตช์เปิด-ปิดเล็กๆ เพื่อทำหน้าที่ต่างๆ เซลล์ประสาทจะใช้กระแสน้ำทางเคมีเพื่อกระจายแรงกระตุ้นผ่านหลายช่องสัญญาณที่เรียกว่าไซแนปส์
ความแตกต่างมีความสำคัญในแง่ของการใช้หน่วยความจำและพลังงาน ไม่มีฮาร์ดแวร์ใดที่สามารถมีประสิทธิภาพและความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลของสมองมนุษย์ได้
ไม่ใช่ว่าวัตถุสีเทาของเราเป็นนักแสดงระดับออลสตาร์ คลื่นของอิเล็กโทรไลต์และสารสื่อประสาทไม่สามารถเอาชนะความเร็วของอิเล็กตรอนที่พุ่งผ่านได้ประตูลอจิก-
ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Oxford, Münster และ Exeter ได้ตอกย้ำสิ่งที่มองว่าเป็น "จอกศักดิ์สิทธิ์ของการคำนวณ การสร้างวงจรรวมโทนิคที่ทำหน้าที่เหมือนไซแนปส์
"การพัฒนาคอมพิวเตอร์ที่ทำงานเหมือนกับสมองของมนุษย์ถือเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของนักวิทยาศาสตร์มานานหลายทศวรรษ"Harish Bhaskaran นักวิจัยอาวุโสกล่าวจากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
“ผ่านเครือข่ายเซลล์ประสาทและไซแนปส์ สมองสามารถประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลจำนวนมหาศาลไปพร้อมๆ กัน โดยใช้กำลังเพียงไม่กี่สิบวัตต์ คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับประสิทธิภาพประเภทนี้ได้”
เพื่อให้ได้ความรู้ทางเทคนิค คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปของคุณมีพื้นฐานมาจากสถาปัตยกรรมของฟอน นอยมันน์ตั้งชื่อตามนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ผู้มีชื่อเสียงจอห์น ฟอน นอยมันน์-
กล่าวคือมีหน่วยประมวลผลสำหรับจัดการตรรกะและหน่วยความจำ
สมองของคุณไม่มี CPU อยู่ด้านหน้าและมีฮาร์ดไดรฟ์อยู่ด้านหลัง เซลล์ประสาทที่เชื่อมต่อกันในเครือข่ายแยกย่อย ซึ่งแยกจากกันด้วยสะพานซินแนปติกเล็กๆ ถือเป็นโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบออลอินวัน
ในการทำงาน ช่องในเยื่อหุ้มเส้นประสาทจะเปิดและปิด ปล่อยไอออนที่มีประจุพุ่งเข้าและออกเป็นคลื่นแรงดันต่ำของเม็กซิโก
สิ่งเหล่านี้เป็นสื่อกลางโดยกระบวนการทางเคมีอื่นๆ ที่ปลายกิ่งก้านของเส้นประสาท ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความแรงหรือความถี่ของคลื่น การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของสารสื่อประสาทสามารถส่งข้อความต่อไปได้โดยการกระโดดข้ามช่องว่างไปยังเส้นประสาทอื่นๆ
การก้าวกระโดดเล็กๆ ที่ปลายประสาทเป็นจุดสิ้นสุดทางธุรกิจของการประมวลผลประสาท โดยทำหน้าที่เป็นเจ้าหน้าที่ควบคุมการจราจรที่หยุดหรือเร่งสัญญาณ
อธิบายว่าความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกการเปลี่ยนแปลงในจุดควบคุมนี้สามารถอธิบายวิธีที่เราเรียนรู้และประมวลผลข้อมูลใหม่ เสริมความแข็งแกร่งให้กับวงจรบางส่วนในขณะที่ปล่อยให้วงจรอื่นๆ เหี่ยวเฉาไป
ที่เรียกว่าการคำนวณแบบนิวโรมอร์ฟิกมีความปรารถนาที่จะจำลองวิธีการรวมการประมวลผลและหน่วยความจำไว้ในระบบเดียว โดยนำชีววิทยาและยิ่งใกล้ชิดกันมากขึ้น
เคล็ดลับคือการสร้างโปรเซสเซอร์ที่สามารถทำสิ่งที่ไซแนปส์ทำได้
"เนื่องจากไซแนปส์มีมากกว่าจำนวนเซลล์ประสาทในสมองประมาณ 10,000 ต่อ 1 คอมพิวเตอร์ที่มีลักษณะคล้ายสมองจึงต้องสามารถจำลองรูปแบบการเลียนแบบซินแนปติกบางรูปแบบได้ นั่นคือสิ่งที่เราทำที่นี่"วูลแฟรม เพอร์นิซ กล่าวจากมหาวิทยาลัยมุนสเตอร์
ไซแนปส์เทียมของทีมนั้นมีพื้นฐานมาจากโครงสร้างที่ทำจากวัสดุเปลี่ยนเฟส(PCM) ที่เก็บและปล่อยพลังงานจำนวนมากเมื่อพลังงานเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง
คลื่นแสงถูกส่งผ่านวัสดุ โดยมีพัลส์แสงเปลี่ยน PCM ในลักษณะที่เลียนแบบความเป็นพลาสติกของไซแนปส์
ในขณะที่แนวคิดไม่ใช่เรื่องใหม่นี่เป็นครั้งแรกที่กระบวนการนี้เกิดขึ้นจริงในทางปฏิบัติ
“คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างช้า และยิ่งเราสร้างคอมพิวเตอร์ได้เร็วเท่าไรก็ยิ่งใช้พลังงานมากขึ้นเท่านั้น”นักวิจัย ซี เดวิด ไรท์ กล่าวจากมหาวิทยาลัยเอ็กซิเตอร์
“คอมพิวเตอร์ทั่วไปก็ค่อนข้าง 'โง่' เช่นกัน โดยไม่มีการเรียนรู้ในตัวและความสามารถในการประมวลผลแบบขนานของสมองมนุษย์เลย”
โปรเซสเซอร์นิวโรมอร์ฟิกที่ใช้แสงดูเหมือนจะเป็นการผสมผสานระหว่างจิตใจและเครื่องจักรได้อย่างสมบูรณ์แบบ
คำถามเดียวก็คือ ตอนนี้ฉันต้องรอนานแค่ไหนจึงจะอัพเกรดสมองได้?
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์-
