แม้จะมีความก้าวหน้าในการคำนวณคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันยังคงมีประสิทธิภาพน้อยกว่า 3-LB (2.3 กิโลกรัม) ก้อนใหญ่ในกะโหลกศีรษะของเรา แต่ไมโครชิพใหม่ที่สร้างขึ้นในสมองของมนุษย์นั้นเร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปนักวิจัยรายงาน
ไมโครชิป - เรียกว่า "เกี่ยวกับระบบประสาท" - สามารถเปิดหน้าต่างเพื่อทำความเข้าใจสมองของมนุษย์และพัฒนารูปแบบใหม่ของการคำนวณที่มีลวดลายหลังจากวงจรสมองตอนนี้นักวิจัยกำลังตรวจสอบว่าชิปเหล่านี้สามารถใช้ในการควบคุมแขนขาเทียมได้อย่างไร
“ จากมุมมองของพลังงานบริสุทธิ์สมองนั้นยากที่จะจับคู่” Kwabena Boahen นักวิศวกรรมชีวภาพที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดซึ่งเป็นผู้นำการพัฒนาของชิปกล่าวในแถลงการณ์ ไม่เพียง แต่คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจะช้าลงเท่านั้น แต่ยังใช้พลังงานมากกว่าสมองมากกว่า 40,000 เท่า Boahen กล่าว -เครื่องจักรสุดพิเศษ: 7 Robotic Futures-
Neurogrid ประกอบด้วยชิป neurocore ที่ออกแบบเอง 16 ตัวในอุปกรณ์ขนาดของ iPad ซึ่งสามารถจำลองเซลล์ประสาท 1 ล้านเซลล์และ synapses หลายพันล้านหรือการเชื่อมต่อสมอง นั่นคือการปรับปรุงอย่างมากมายสำหรับการจำลองสมองก่อนหน้านี้ แต่ก็ยังมีเพียงส่วนหนึ่งของเซลล์ประสาทประมาณ 80 พันล้านเซลล์ในกสมองมนุษย์นักวิจัยกล่าว
Neurogrid ใช้พลังงานน้อยกว่าพีซีทั่วไปประมาณ 9,000 เท่าโดยให้ Synapses แบ่งปันวงจรฮาร์ดแวร์และพลังงานในปริมาณเท่ากันกับแท็บเล็ต
นอกเหนือจากการสร้างแบบจำลองสมองของมนุษย์แล้ว Boahen ยังทำงานร่วมกับนักวิจัยสแตนฟอร์ดคนอื่น ๆ เพื่อปรับ Neurogrid เพื่อควบคุมแขนขาเทียมสำหรับคนที่เป็นอัมพาต ชิปจะแปลสัญญาณสมองเป็นการเคลื่อนไหวของแขนขาโดยไม่ต้องมีความร้อนสูงเกินไป แอปพลิเคชั่นที่เป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือการใช้ neurogrid เพื่อควบคุมหุ่นยนต์มนุษย์
ปัจจุบันการเขียนโปรแกรมชิปต้องมีความเข้าใจว่าสมองทำงานอย่างไร แต่ Boahen ต้องการสร้าง "neurocompiler" ที่จะช่วยให้วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ไม่มีความรู้ด้านประสาทวิทยาศาสตร์ในการตั้งโปรแกรม neurogrid
งานของทีมสแตนฟอร์ดเป็นเพียงหนึ่งในความพยายามหลายอย่างในการจำลองสมองมนุษย์โดยใช้คอมพิวเตอร์ สหภาพยุโรปโครงการสมองมนุษย์มีจุดมุ่งหมายเพื่อจำลองสมองมนุษย์ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ สหรัฐอเมริกาความคิดริเริ่มสมอง(สั้นสำหรับการวิจัยสมองผ่านการพัฒนา neurotechnologies นวัตกรรม) ใช้วิธีการทั่วไปมากขึ้นพัฒนาเครื่องมือใหม่สำหรับการวัดเซลล์ประสาทและกิจกรรมวงจรสมอง
โครงการ Synapse ของ IBM(สั้นสำหรับระบบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลาสติกที่ปรับขนาดได้ของ Neuromorphic) มีจุดมุ่งหมายในการออกแบบชิปเรียกว่า Golden Gate Chips ซึ่งสร้างขึ้นตามการเชื่อมต่อจำนวนมากระหว่างเซลล์ประสาทในสมองที่ช่วยแก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ชิป Golden Gate แต่ละตัวประกอบด้วยเซลล์ประสาทดิจิตอล 256 ตัวที่มีการซิงก์ดิจิตอล 1,024 ครั้งและ บริษัท วางแผนที่จะเพิ่มจำนวนเหล่านี้
มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กของเยอรมนีมีโครงการ Brainscales ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างชิปอะนาล็อกที่เลียนแบบเซลล์ประสาทและซินซัสที่สามารถจำลองการปฏิสัมพันธ์ยาในอัตราที่เร็วกว่าที่เป็นไปได้ในปัจจุบัน นักวิจัยได้พัฒนาชิป Hicann (สั้นสำหรับเครือข่ายประสาทอะนาล็อกจำนวนอินพุตสูง) ซึ่งสามารถจำลองเซลล์ประสาท 512 เซลล์ด้วย 224 synapses แต่ละตัวซึ่งพวกเขายังวางแผนที่จะขยายในไม่ช้า
ความพยายามต่าง ๆ เหล่านี้ทำให้การแลกเปลี่ยนความสามารถและประสิทธิภาพต่างกันแตกต่างกัน แต่ Neurogrid นั้นคุ้มค่าที่สุด Boahen กล่าว
ชิป Neurogrid ต้นแบบมีราคาประมาณ $ 40,000 แต่นักวิจัยหวังว่าจะลดราคา 100 เท่าโดยใช้เทคนิคการผลิตที่ทันสมัย ถึงกระนั้นการสร้างแบบจำลองสมองของมนุษย์ในประสิทธิภาพการใช้พลังงานเดียวกันยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ
ติดตาม Tanya Lewis บนTwitterและGoogle+- ติดตามเรา@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
