ชิปคอมพิวเตอร์ที่มีลักษณะคล้ายสมองล่าสุดของไอบีเอ็มอาจไม่ "ฉลาดกว่าเกรดห้า" แต่มันสามารถจำลองเซลล์ประสาทของสมองหลายล้านคนและทำงานที่ซับซ้อนโดยใช้พลังงานน้อยมาก
นักวิจัยสำหรับฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ยักษ์ใหญ่ได้พัฒนาชิปขนาดไปรษณีย์ที่ติดตั้งทรานซิสเตอร์ 5.4 พันล้านซึ่งมีความสามารถในการจำลองเซลล์ประสาท 1 ล้านเซลล์และการเชื่อมต่อของระบบประสาท 256 ล้านครั้ง นอกเหนือจากการเลียนแบบการประมวลผลของสมองด้วยตัวเองชิปแต่ละตัวสามารถเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเช่นกระเบื้องคล้ายกับวิธีการเชื่อมโยงวงจรในสมองมนุษย์
ทีมใช้ชิป "Truenorth" ที่อธิบายไว้ในวันนี้ (7 ส.ค. ) ในวารสารวิทยาศาสตร์เพื่อทำงานที่ท้าทายมากสำหรับคอมพิวเตอร์ทั่วไป: การระบุผู้คนหรือวัตถุในภาพ -เครื่องจักรสุดพิเศษ: 7 Robotic Futures-
"เราไม่ได้สร้างสมองสิ่งที่เราทำคือเรียนรู้จากไฟล์กายวิภาคของสมองและสรีรวิทยา "ผู้นำการศึกษา Dharmendra Modha ผู้จัดการและนักวิจัยหลักของกลุ่มการประมวลผลความรู้ความเข้าใจ IBM Research - Almaden ในซานโฮเซ่รัฐแคลิฟอร์เนีย
Modha ให้การเปรียบเทียบเพื่ออธิบายว่าชิปที่มีลักษณะคล้ายสมองแตกต่างจากชิปคอมพิวเตอร์คลาสสิกอย่างไร คุณสามารถนึกถึงคอมพิวเตอร์คลาสสิกเป็นมีสติซ้ายเครื่องจักรเขาบอกวิทยาศาสตร์สด มันรวดเร็วลำดับและดีในการกระทืบตัวเลข “ สิ่งที่เรากำลังสร้างคือเครื่องจักรที่มีสมองขวา” เขากล่าว
เครื่องบดขวา
คอมพิวเตอร์คลาสสิก-จากคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีวัตถุประสงค์ทั่วไปเครื่องแรกของปี 1940 ถึงพีซีและสมาร์ทโฟนขั้นสูงในปัจจุบัน-ใช้แบบจำลองที่อธิบายโดยนักคณิตศาสตร์และนักประดิษฐ์ชาวฮังการี-อเมริกันและนักประดิษฐ์จอห์นฟอนนอยมันน์ในปี 2488 เนื่องจากโครงสร้างระบบจึงไม่สามารถดึงคำแนะนำและดำเนินการข้อมูลในเวลาเดียวกัน
ในทางตรงกันข้ามสถาปัตยกรรมชิปใหม่ของไอบีเอ็มมีลักษณะคล้ายกับสมองที่มีชีวิต ชิปประกอบด้วยแกนคอมพิวเตอร์ที่แต่ละเส้นมีอินพุต 256 หรือ "แอกซอน" (ส่วน Cablelike ของกเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณไฟฟ้า) และ 256 บรรทัดเอาท์พุทหรือ "เซลล์ประสาท" เช่นเดียวกับในสมองจริงเซลล์ประสาทเทียมจะส่งสัญญาณหรือแหลมเท่านั้นเมื่อค่าไฟฟ้าถึงเกณฑ์ที่กำหนด
นักวิจัยเชื่อมต่อคอร์มากกว่า 4,000 ตัวเหล่านี้บนชิปเดียวและทดสอบประสิทธิภาพด้วยงานจดจำภาพที่ซับซ้อน คอมพิวเตอร์ต้องตรวจจับผู้คนนักปั่นจักรยานรถยนต์และยานพาหนะอื่น ๆ ในภาพถ่ายและระบุแต่ละวัตถุอย่างถูกต้อง
โครงการนี้เป็นกิจการที่สำคัญ Modha กล่าว “ นี่คืองานของทีมงานที่มีขนาดใหญ่มากทำงานตลอดหลายปีที่ผ่านมา” เขากล่าว "มันเป็นสหสาขาวิชาชีพหลายสถาบันหลายปี"
หน่วยงานโครงการวิจัยขั้นสูง (DARPA) กลาโหมสาขาของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯที่รับผิดชอบในการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับกองทัพจัดหาเงินทุนสำหรับโครงการ 53.5 ล้านดอลลาร์ -หุ่นยนต์ Humanoid to Flying Cars: 10 โครงการ DARPA ที่เจ๋งที่สุด-
หลังจากทีมสร้างชิป Modha หยุดงานเป็นเวลาหนึ่งเดือนและเสนอแชมเปญ 1,000 ขวดให้กับสมาชิกในทีมที่สามารถหาข้อผิดพลาดในอุปกรณ์ได้ แต่ไม่มีใครพบเขาพูด
ชิปใหม่ไม่เพียง แต่มีประสิทธิภาพมากกว่าเท่านั้นชิปคอมพิวเตอร์ทั่วไปมันยังสร้างความร้อนน้อยกว่ามากนักวิจัยกล่าว
คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน - แล็ปท็อปสมาร์ทโฟนและแม้แต่รถยนต์ - ต้องทนทุกข์ทรมานจากการด้อยค่าทางสายตาและการรับรู้ทางประสาทสัมผัส Modha กล่าว แต่ถ้าอุปกรณ์เหล่านี้สามารถทำงานได้มากกว่าสมองมนุษย์ในที่สุดพวกเขาอาจเข้าใจสภาพแวดล้อมของพวกเขาได้ดีขึ้นเขากล่าว ตัวอย่างเช่นแทนที่จะย้ายภาพกล้องไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อประมวลผล "เซ็นเซอร์ [กล้อง] กลายเป็นคอมพิวเตอร์" เขากล่าว
สร้างสมอง
นักวิจัยของ IBM ไม่ใช่คนเดียวที่สร้างชิปคอมพิวเตอร์ที่เลียนแบบสมอง กลุ่มที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดพัฒนากระบบที่เรียกว่า "neurogrid"ที่สามารถจำลองเซลล์ประสาทล้านและหลายพันล้าน synapses
แต่ในขณะที่ Neurogrid ต้องการ 16 ชิปที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกันชิป IBM สามารถจำลองจำนวนเซลล์ประสาทจำนวนเท่ากันด้วยชิปเดียวเท่านั้น Modha กล่าว นอกจากนี้หน่วยความจำของ Neurogrid ยังถูกเก็บไว้นอกชิป แต่ระบบ IBM ใหม่รวมทั้งการคำนวณและหน่วยความจำในชิปเดียวกันซึ่งจะช่วยลดเวลาที่จำเป็นในการส่งข้อมูล Modha กล่าว
Kwabena Boahen วิศวกรไฟฟ้าที่ Stanford ซึ่งเป็นผู้นำการพัฒนาระบบ neurogrid เรียกว่าชิป IBM "ความสำเร็จที่น่าประทับใจมาก" (เพื่อนร่วมงานของ Boahen หลายคนในโครงการ Neurogrid ได้ทำงานที่ IBM เขากล่าว) เขากล่าว)
ทีม IBM สามารถพอดีได้มากขึ้นทรานซิสเตอร์บนชิปเดียวในขณะที่ให้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมาก Boahen บอกกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิต ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่มากขึ้นหมายความว่าคุณสามารถคำนวณสิ่งต่าง ๆ ได้โดยตรงบนโทรศัพท์ของคุณแทนที่จะพึ่งพาการประมวลผลแบบคลาวด์วิธีการทำงานของโปรแกรม Siri ที่ควบคุมด้วยเสียงของ Apple เขากล่าว นั่นคือ Siri ให้การคำนวณการคำนวณไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นผ่านเครือข่ายแทนที่จะดำเนินการในเครื่องบนอุปกรณ์
IBM สร้างชิปเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรม synapse ของ DARPA (สั้นสำหรับระบบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลาสติกที่ปรับขนาดได้ของ Neuromorphic) เป้าหมายของความคิดริเริ่มนี้คือการสร้างคอมพิวเตอร์ที่มีลักษณะคล้ายกับรูปแบบและการทำงานของสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยมีสติปัญญาคล้ายกับ ACAT หรือเมาส์
“ เราก้าวไปข้างหน้าอย่างมาก” Modha กล่าว ทีมแมปแผนภาพการเดินสายของสมองลิงในปี 2010 และผลิตแกนประสาทขนาดเล็กในปี 2554 ชิปปัจจุบันมีคอร์มากกว่า 4,000 ตัว
ถึงกระนั้นชิป IBM ก็เป็นหนทางไกลจากสมองของมนุษย์ซึ่งมีเซลล์ประสาทประมาณ 86 พันล้านเซลล์และ 100 ล้านล้านซินซัส “ เรามาไกล แต่ก็มีทางยาวไป” Modha กล่าว
หมายเหตุบรรณาธิการ:บทความนี้ได้รับการปรับปรุงเวลา 16:18 น. ET 2 ตุลาคมจำนวนเซลล์ประสาทโดยประมาณในสมองของมนุษย์คือ 86 พันล้านไม่ใช่ 86 ล้านล้าน
ติดตาม Tanya Lewis บนTwitterและGoogle+- ติดตามเรา@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
