211service.com
Kortekso kūrimas iš silicio
Stanforde vykdomas ambicingas projektas, skirtas modeliuoti smegenų žievę silicyje. Žmogaus sukurtos smegenys gali padėti mokslininkams suprasti, kaip neseniai išsivysčiusi mūsų smegenų dalis atlieka sudėtingus skaičiavimo žygdarbius, leidžiančius suprasti kalbą, atpažinti veidus ir planuoti dieną. Tai taip pat gali sukelti naujų nervų protezų.
Silicio lustai, sukurti taip, kad būtų panašūs į smegenis, galėtų atskleisti jų skaičiavimo galią.
Smegenys daro dalykus techniškai ir konceptualiai naujais būdais – jos gali gana be vargo išspręsti problemas, kurių dar negalime išspręsti su didžiausiomis ir moderniausiomis skaitmeninėmis mašinomis, sakoma. Rodney Douglas , Ciuricho Neuroinformatikos instituto profesorius. Vienas iš būdų tai ištirti yra sukurti aparatinę įrangą, kuri eina ta pačia kryptimi.
Neuronai bendrauja su elektros impulsų serija; cheminiai signalai laikinai keičia atskirų ląstelių elektrines savybes, o tai savo ruožtu sukelia elektrinį pokytį kitame grandinės neurone. 1980 m. Drožėjas Midus , mikroelektronikos pradininkas Kalifornijos technologijos institute, suprato, kad tie patys tranzistoriai, naudojami kompiuterių lustams kurti, gali būti naudojami kuriant grandines, imituojančias neuronų elektrines savybes. Nuo tada mokslininkai ir inžinieriai naudojo šiuos tranzistorinius neuronus kurdami sudėtingesnes nervines grandines, modeliuodami tinklainę, sraigę (vidinės ausies dalį, kuri garso bangas paverčia nerviniais signalais) ir hipokampą (dalį). smegenys, labai svarbios atminčiai). Jie šį procesą vadina neuromorfiniu.
Dabar Kwabena Boahen , Stanfordo universiteto neuroinžinierius, planuoja iki šiol ambicingiausią neuromorfinį projektą: sukurti silicio žievės modelį. Pirmosios kartos dizainą sudarys 16 lustų plokštės, kurių kiekvienoje yra 256 x 256 silicio neuronų masyvas. Neuronų grupės gali turėti skirtingas elektrines savybes, imituojančios skirtingus žievės ląstelių tipus. Inžinieriai taip pat gali užprogramuoti specifinius ryšius tarp ląstelių, kad modeliuotų architektūrą įvairiose žievės dalyse.
Norime, kad būtų galima ištirti skirtingas idėjas, skirtingus ryšio modelius, skirtingas operacijas šiose srityse, sako Boahen. Šiuo metu to ištirti tikrai neįmanoma. Boahenas galiausiai planuoja sukurti lustus, kuriuos kiti mokslininkai galėtų nusipirkti ir panaudoti, kad išbandytų savo teorijas apie tai, kaip veikia žievė. Šios naujos žinios gali būti įtrauktos į naujos kartos lustus.
Tai labai įdomu, sako Terrence'as Sejnowskis , Salk instituto Kompiuterinės neurobiologijos laboratorijos vadovas La Jolla, Kalifornijoje. Technologija subrendo tiek, kad galima galvoti apie didelio masto modeliavimą. Pavyzdžiui, Sejnowskis tyrinėja, kaip talamas, smegenų sritis, kuri, kaip manoma, perduoda ir integruoja informaciją iš skirtingų smegenų dalių, sąveikauja su žieve. Šiuo metu galime atlikti nedidelį šimtų ar tūkstančių neuronų modeliavimą, bet būtų puiku, jei galėtume tai padidinti, sako jis.
Milijono neuronų tinklelio apdorojimo greitis bus lygus 300 teraflopų, o tai reiškia, kad skirtingai nei žievės kompiuterinės programinės įrangos modeliavimas, laidinis silicio modelis galės veikti realiuoju laiku. Užuot paleidus tūkstantį programinės įrangos instrukcijų, tai tik srovė, teka per tranzistorius, kaip tikri neuronai, sako Boahenas.
Žinoma, projektas bus sudėtingas. Jie turės gauti daug lustų, kad galėtų dirbti kartu, sako Douglasas. Sudaryti tokią struktūrą, kokią turi Kwabena, to dar niekas nepadarė. Tačiau tai gali tapti lūžio tašku šioje srityje. Douglasas lygina dabartinę neuromorfinės inžinerijos būklę su ankstyvaisiais kompiuterių lustų projektavimo etapais. Žmonės dirbo su įvairių tipų loginiais vartais, tačiau norint sukurti kompiuterių lustus, reikėjo visiškai kitokios pasaulėžiūros, sako jis.
Galiausiai inžinieriai tikisi įvairiais būdais panaudoti silicio žievės generuojamą informaciją – pavyzdžiui, sukurti geresnius nervinius protezus. Šios technologijos realaus laiko aspektas leidžia iš principo susieti silicio žievę su tikra žieve arba smegenimis, sako Gertas Cauwenberghsas, Kalifornijos universiteto San Diege neuroinžinierius. Žadama bent jau ateityje pagaminti protezą, kuris pakeistų kai kurias prarastas motorines ar sensorines funkcijas.