Počítačový model mozgu mačky
19.11.2009 17:46:34 | QScience Daily | Počet zobrazení: 2792x
IMB spravila výrazný pokrok na ceste k počítačovej simulácii mozgu a jeho schopností vnímania, konania, interakcie a uvažovania. Bojuje pri tom s nízkou energetickou spotrebou mozgu a malými rozmermi.
Tím výskumníkov z IBM zaznamenali zlepšenie ich rozsiahleho programu na rozsiahlu simuláciu mozgovej kôry a vyvinuli algoritmus syntézy neurologických údajov. Signalizuje to možnosť vytvorenia kognitívneho čipu na spracovanie údajov.
Spolu s kolegami z Národného laboratória Lawrencea Berkeleyho vytvorili inžinieri prvú takmer skutočnú simuláciu mozgovej kôry, ktorá dosahuje rozsah mozgu mačky a obsahuje miliardu neurónov a 10 biliónov jedinečných synapsií.
V spolupráci s vedcami zo Stanfordskej univerzity vyvinuli vedci z IBM algoritmus, ktorý využíva možnosti superpočítačovej architektúry Blue Gene na neinvazívne meranie a mapovanie spojení medzi všetkými miestami v kôre a pod ňou pomocou snímania magnetickou rezonanciou. Mapovanie diagramu spojení je kľúčové pre odhalenie širokej komunikačnej siete a pochopenie reprezentácie a spracovania informácií v mozgu.
Tieto kroky vytvorili priestor pre výskum výpočtovej dynamiky mozgu a posunuli vedcov bližšie k vytvorenie kompaktného, synaptronikcého čipu s malou spotrebou využívajúceho nanotechnológie a k zmene pamäťových a magnetických spojení. Práca vedcov by mohlo zmeniť tradičný von Neumannov pohľad na spracovanie informácií a vytvoriť priestor pre realizáciu požiadaviek prepojeného sveta zajtrajška.
S neustálym nárastom množstva údajov, ktoré vytvárame a so stále väčším množstvom prepojení vo svete vzniká potreba nových počítačových systémov, ktoré budú mať dosť inteligencie na zachytenie vzorov v rozličných množinách údajov, či už digitálnych alebo senzorických, ich analýzu a integráciu v reálnom čase a ktoré sa budú vedieť popasovať s komplexnými problémami reálneho sveta.
V obchode bude potrebný simultánny monitoring, určovanie priorít, prispôsobovanie sa a robenie kľúčových rozhodnutí nad stále väčšou množinou údajov a informácií. Kognitívny počítač by dokázal rýchlo a presne spojiť mnohé kúsky zložitej skladačky, keďže by sa rozhodoval aj na základe predošlej skúsenosti.
„Učiť sa od mozgu je atraktívny spôsob prekonávania obmedzení príkonu a hustoty, ktorým čelia dnešné počítače,“ myslí si Josephine Chengová, ktorá viedla výskum v IBM. „S neustálym prepájaním digitálneho a fyzického sveta a so stála zvyšujúcou sa prítomnosťou spracovania informácií v našich každodenných životoch rastie potreba vytvorenia inteligentnejších počítačových systémov, ktoré nám môžu pomôcť nájsť zmysel v obrovskom množstve dostupných informácií podobným spôsob, ako mozog rýchlo spracováva a reaguje na komplexné úlohy.“
Aby mohli vedci vykonať prvú takmer reálnu simuláciu činnosti mozgovej kôry, ktorá sa dala rozsahom prirovnať k mozgu mačky, museli vytvoriť simulátor, ktorý v sebe zahŕňal množstvo výpočtových, pamäťových a komunikačných noviniek a množstvo sofistikovaných biologických detailov z oblasti neuropsychológie a neuroanatómie. Na overenie hypotézy štruktúry, dynamiky a funkčnosti mozgu využili výskumníci nástroj podobný lineárnemu urýchľovaču či elektrónovému mikroskopu.
Algoritmus v spojení so simulátorom mozgovej kôry umožnil vedcom experimentovať s rôznymi matematickými hypotézami fungovania mozgu a jeho štruktúry, ktoré sa týkali miery ovplyvnenie fungovania štruktúrou. Je to krok na ceste za objavením kľúčových mikro a makroobvodov spracúvajúcich informácie v našich mozgoch.
Dlhodobým cieľom spoločnosti IBM je v spolupráci s inými vedeckými organizáciami objaviť a predviesť algoritmus práce ľudského mozgu a vytvoriť ekonomické a kompaktné kognitívne počítače, ktoré dosiahnu inteligenciu cicavcov a budú pritom používať výrazne menej energie než súčasné stroje.