تولید تراشه‌هایی با الهام از مغز انسان

این کشف، فرصت‌های بیشتری برای پیشرفت علم رباتیک و درک مغز انسان فراهم می‌کند. به عنوان مثال، یک تراشه با سرعت و کارایی مغز انسان می‌تواند اندام مصنوعی را با همان سرعت و پیچیدگی اندام طبیعی به حرکت درآورد. دانشمندان دانشگاه استنفورد با توسعه این تخته مدار به مرزهای جدیدی در علم رباتیک و محاسبات رسیده‌اند. کامپیوترها با تمام پیچیدگی در مقام مقایسه با مغز انسان کمرنگ و ضعیف است. به عنوان مثال، قشر ساده مغز موش در عمل 9000 بار سریع‌تر از شبیه‌سازی توابع کامپیوتر‌های شخصی عمل می‌کند.

کوابنا بواهن، استادیار زیست مهندسی دانشگاه استنفورد به IEEE می‌گوید: نه‌تنها PCها کندتر هستند، بلکه برای بالا آمدن 40 هزار برابر انرژی بیشتر مصرف می‌کنند. بواهن و تیمش، بوردی موسوم به Neurogrid (شبکه عصبی) تولید کرده‌اند که شامل 19 تراشه سفارشی شده Neurocore است. این تراشه‌ها با هم قادر به شبیه‌سازی یک میلیون نورون و میلیاردها اتصال سیناپسی هستند. موسسه ملی بهداشت، بودجه لازم برای این تحقیقات را فراهم کرده و بواهن آماده گام‌های بعدی در جهت کاهش هزینه و تولید نرم‌افزار کامپایلر است که مهندسان و دانشمندان کامپیوتر به وسیله Neurogrid را قادر خواهد ساخت بدون نیاز به دانستن علم اعصاب مسائلی از قبیل کنترل یک ربات انسان‌نما را حل کنند. سرعت و مصرف بسیار پایین انرژی توسط این بورد آن را فراتر از یک ابزار مدلسازی مغز ساخته و بواهن و دیگر دانشمندان استنفورد در نظر دارند با تراشه‌ای شبیه به Neurocore کنترل اندام مصنوعی انسان‌های فلج را به دست گیرند.

بواهن می‌گوید ما می‌خواهیم یک کامپایلر عصبی تولید کنیم تا دیگر نیازی به دانستن هر چیزی در مورد سیناپس‌ها و نورون‌ها برای استفاده از تراشه‌های شبکه‌های عصبی نباشد. بورد نوروگرید بواهن در حقیقت توسعه ابزار جدیدی است که قادر به بازخوانی فعالیت هزاران و شاید میلیون‌ها نورون در مغز انسان و همچنین نوشتن الگوهای پیچیده فعالیت‌های حرکتی باشد.

از دیگر تلاش‌ها در این زمینه می‌توان به پروژه SyNAPSE شرکت آی‌بی‌ام یا تراشه HICANN که تحت پروژه بلندپروازانه‌ای به نام BrainScales توسط متخصصان دانشگاه هیلدبرگ تولید شد، اشاره کرد. این تراشه به منظور سرعت بخشیدن به شبیه‌سازی‌های مغزی طراحی شد تا دانشمندان بتوانند فعل و انفعال داروها را در بدن که ممکن است ماه‌ها وقت لازم داشته باشد مدلسازی کنند. میزان انرژی مورد استفاده بورد نوروگرید بواهن برای شبیه‌سازی یک میلیون نورون، صد هزار بار کمتر از میزان مصرف انرژی یک کامپیوتر شخصی برای انجام همان عمل است. تعداد نورون‌های مغز انسان 80 هزار برابر نورون‌های بورد نوروگرید بوده، اما میزان انرژی مورد استفاده آن تنها سه برابر بورد نوروگرید است. بواهن معتقد است رسیدن به این سطح از کارایی و قابلیت شکل‌پذیری مغز انسان بزرگ‌ترین چالش نهایی است که مهندسان نورو مورفیک با آن مواجهند.

منابع: sciencedaily / phys.org