Deze Computerchip Kan Als Een Menselijk Brein Denken

{h1}

Een nieuwe computerchip bootst de bedrading en architectuur van de hersenen na en kan complexe taken uitvoeren terwijl hij heel weinig energie verbruikt.

IBM's nieuwste hersenachtige computerchip is misschien niet "slimmer dan een vijfde-nivelleermachine", maar het kan miljoenen neuronen van de hersenen simuleren en complexe taken uitvoeren met heel weinig energie.

Onderzoekers voor de computerhardware-gigant hebben een chip met postzegelgrootte ontwikkeld, uitgerust met 5,4 miljard transistors, die in staat is om 1 miljoen neuronen en 256 miljoen neurale verbindingen of synapsen te simuleren. Behalve dat ze de verwerking van de hersenen zelf nabootsen, kunnen individuele chips ook als tegels met elkaar verbonden worden, vergelijkbaar met hoe circuits in het menselijk brein verbonden zijn

Het team gebruikte de "TrueNorth" -chip, vandaag (7 augustus) beschreven in het tijdschrift Science, om een ​​taak uit te voeren die zeer uitdagend is voor conventionele computers: het identificeren van personen of objecten in een afbeelding. [Super-intelligente machines: 7 Robotic Futures]

"We hebben geen hersenen gebouwd, maar wat we hebben gedaan, is leren van de anatomie en fysiologie van de hersenen", zei onderzoeksleider Dharmendra Modha, manager en hoofdonderzoeker van de cognitieve computergroep van IBM Research - Almaden in San Jose, Californië.

Modha gaf een analogie om uit te leggen hoe de brainlike-chip verschilt van een klassieke computerchip. Je kunt een klassieke computer zien als een machine met een linkergedeelte, vertelde hij WordsSideKick.com; het is snel, sequentieel en goed in het kraken van nummers. "Wat we aan het bouwen zijn, is de tegenhanger, de rechterhersen machine," zei hij.

Rechtsboven machine

Klassieke computers - van de eerste universele computer van de jaren 1940 tot de geavanceerde pc's en smartphones van vandaag - gebruiken een model dat is beschreven door de Hongaars-Amerikaanse wiskundige en uitvinder John von Neumann in 1945. De architectuur van Von Neumann bevat een verwerkingseenheid, een besturingseenheid, geheugen, externe opslag en invoer- en uitvoermechanismen. Vanwege de structuur kan het systeem geen instructies ophalen en tegelijkertijd gegevensbewerkingen uitvoeren.

IBM's TrueNorth-chip kan simuleren miljoenen neuronen van de hersenen simuleren.

IBM's TrueNorth-chip kan simuleren miljoenen neuronen van de hersenen simuleren.

Krediet: IBM Research

De nieuwe chiparchitectuur van IBM lijkt daarentegen op die van een levend brein. De chip is samengesteld uit computerkernen die elk 256 ingangslijnen bevatten, of "axons" (het cablelike deel van een zenuwcel die elektrische signalen uitzendt) en 256 outputlijnen, of "neuronen". Net zoals in een echt brein, sturen de kunstmatige neuronen alleen signalen, of pieken, wanneer elektrische ladingen een bepaalde drempel bereiken.

De onderzoekers hebben meer dan 4.000 van deze kernen op een enkele chip aangesloten en hebben de prestaties getest met een complexe taak voor beeldherkenning. De computer moest mensen, fietsers, auto's en andere voertuigen in een foto detecteren en elk object correct identificeren.

Het project was een grote onderneming, zei Modha. "Dit is [het] werk van een heel groot team dat al vele jaren werkt," zei hij. "Het was een multidisciplinaire, multi-institutionele, meerjarige inspanning."

Het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), de afdeling van het Amerikaanse Ministerie van Defensie die verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor het leger, verstrekte financiering voor het $ 53,5 miljoen project. [Humanoid Robots to Flying Cars: 10 coolste DARPA-projecten]

Nadat het team de chip had gebouwd, stopte Modha een maand lang met werken en bood een fles champagne van $ 1.000 aan aan elk teamlid dat een fout in het apparaat kon vinden. Maar niemand heeft er een gevonden, zei hij.

De nieuwe chip is niet alleen veel efficiënter dan conventionele computerchips, hij produceert ook veel minder warmte, aldus de onderzoekers.

De hedendaagse computers - laptops, smartphones en zelfs auto's - hebben last van visuele en sensorische stoornissen, zei Modha. Maar als deze apparaten meer als een menselijk brein kunnen functioneren, kunnen ze uiteindelijk hun omgeving beter begrijpen, zei hij. In plaats van een camerabeeld naar een computer te verplaatsen om het te verwerken, wordt bijvoorbeeld de [camera] -sensor de computer, 'zei hij.

Brein bouwen

IBM-onderzoekers zijn niet de enigen die computerchips bouwen die de hersenen nabootsen. Een groep aan de Stanford University ontwikkelde een systeem genaamd "Neurogrid" dat een miljoen neuronen en miljarden synapsen kan simuleren.

Maar terwijl Neurogrid 16 chips nodig heeft die aan elkaar zijn gekoppeld, kan de IBM-chip hetzelfde aantal neuronen simuleren met slechts één enkele chip, aldus Modha. Bovendien wordt het geheugen van Neurogrid off-chip opgeslagen, maar het nieuwe IBM-systeem integreert zowel de berekening als het geheugen op dezelfde chip, waardoor de tijd die nodig is om gegevens te verzenden tot een minimum wordt beperkt, aldus Modha.

Kwabena Boahen, een elektrotechnisch ingenieur bij Stanford die de ontwikkeling van het Neurogrid-systeem leidde, noemde de IBM-chip "een zeer indrukwekkende prestatie". (Verschillende collega's van Boahen bij het Neurogrid-project zijn bij IBM gaan werken, zei hij.)

Het IBM-team was in staat om meer transistors op één chip aan te sluiten, terwijl het zeer energie-efficiënt was, vertelde Boahen aan WordsSideKick.com. Meer energie-efficiëntie betekent dat je dingen direct op je telefoon kunt berekenen in plaats van te vertrouwen op cloud computing, zoals Apple's spraakgestuurde Siri-programma werkt, zei hij. Dat wil zeggen, Siri besteedt de berekening uit aan andere computers via een netwerk in plaats van het lokaal op een apparaat uit te voeren.

IBM heeft de chip gemaakt als onderdeel van het SYNAPSE-programma van DARPA (afkorting van Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics).Het doel van dit initiatief is om een ​​computer te bouwen die lijkt op de vorm en functie van de hersenen van zoogdieren, met intelligentie vergelijkbaar met acat of muis.

"We hebben een enorme stap voorwaarts gemaakt," zei Modha. Het team bracht het bedradingsschema van apenhersenen in 2010 in kaart en produceerde in 2011 een kleinschalige neurale kern. De huidige chip bevat meer dan 4.000 van deze kernen.

Toch is de IBM-chip ver verwijderd van een menselijk brein, dat ongeveer 86 miljard neuronen en 100 biljoen synapsen bevat. "We hebben een lange weg afgelegd, maar er is nog een lange weg te gaan," zei Modha.

Opmerking van de uitgever: Dit artikel is bijgewerkt om 16:18 uur ET Okt. 2. Het geschatte aantal neuronen in het menselijk brein is 86 miljard, niet 86 biljoen.

Volg Tanya Lewis op tjilpen en Google+. Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: Microchip in de hersenen: “De mens wordt een soort robot.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com