Ο μεγαλύτερος νευρομορφικός υπολογιστής παγκοσμίως τέθηκε σε λειτουργία

Την προηγούμενη εβδομάδα (2 Νοεμβρίου) ενεργοποιήθηκε για πρώτη φορά ο μεγαλύτερος νευρομορφικός υπολογιστής του κόσμου, που ειναι σχεδιασμένος και κατασκευασμένος έτσι ώστε να λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί ένας ανθρώπινος εγκέφαλος.

Με την πρόσφατη τοποθέτηση του εκατομμυριοστού πυρήνα επεξεργαστή του, ο υπερυπολογιστής SpiNNaker (Spiking Neural Network Architecture) είναι σε θέση να πραγματοποιεί πάνω από 200 εκατομμύρια εκατομμύρια ενέργειες ανά δευτερόλεπτο, με το καθένα από τα τσιπ του να έχει 100 εκατομμύρια ημιαγωγούς. O SpiNNaker σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από τη Σχολή Επιστημών Υπολογιστών του The University of Manchester, με την χρηματοδότηση 15 εκατ. λιρών του Συμβούλιου Έρευνας Μηχανικών και Φυσικών Επιστημών και την υποστήριξη του European Human Brain Project.

Χρειάστηκαν 20 χρόνια για τη σύλληψη της ιδέας και πάνω από 10 χρόνια για την κατασκευή του υπερυπολογιστή (με τις αρχικές εργασίες να ξεκινούν το 2006) που μπορεί να εξομοιώνει τη λειτουργία περισσότερων βιολογικών νευρώνων σε πραγματικό χρόνο από οποιοδήποτε άλλο μηχάνημα τον πλανήτη. Οι βιολογικοί νευρώνες είναι βασικά εγκεφαλικά κύτταρα στο νευρικό σύστημα που επικοινωνούν κυρίως εκπέμποντας «εξάρσεις» ηλεκτροχημικής ενέργειας. Οι νευρομορφικοί υπολογιστές είναι μεγάλα υπολογιστικά συστήματα με ηλεκτρονικά κυκλώματα τα οποία μιμούνται αυτές τις «εξάρσεις».

Η διαφορά του SpiNNaker σε σχέση με τους «παραδοσιακούς» υπολογιστές είναι πως δεν επικοινωνεί στέλνοντας μεγάλους όγκους πληροφοριών από το σημείο Α στο σημείο Β μέσω ενός συμβατικού δικτύου, μα αντ’ αυτού μιμείται την αρχιτεκτονική παράλληλης επικοινωνίας του εγκεφάλου, που περιλαμβάνει την ταυτόχρονη αποστολή δισεκατομμυρίων μικρών πακέτων πληροφοριών ταυτόχρονα σε χιλιάδες διαφορετικούς προορισμούς.

«Ο SpiNNaker επανεξετάζει εξαρχής τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι συμβατικοί υπολογιστές. Στην ουσία φτιάξαμε ένα μηχάνημα που λειτουργεί περισσότερο ως εγκέφαλος παρά ως παραδοσιακός υπολογιστής» είπε ο Στιβ Φούρμπερ, καθηγητής της Επιστήμης Υπολογιστών, που είχε την αρχική ιδέα. «Ο απώτερος στόχος για το πρόγραμμα ήταν πάντα ένα εκατομμύριο πυρήνες σε έναν υπολογιστή για εφαρμογές μοντέλου εγκεφάλου σε πραγματικό χρόνο, και τώρα το επιτύχαμε, κάτι που είναι φανταστικό».

Σε σχέση με τις χρήσεις του υπολογιστή, μια από αυτές θα είναι η καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου- ενώ πρόσφατα η ισχύς του αξιοποιήθηκε για τον έλεγχο ενός ρομπότ, του SpOmnibot, που χρησιμοποιεί το σύστημα του υπερυπολογιστή για την ερμηνεία οπτικών πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο προκειμένου να κινείται σε χώρους κατευθυνόμενος προς συγκεκριμένα αντικείμενα και αποφεύγοντας εμπόδια.

Πάντως οι επιστήμονες απέχουν πολύ ακόμα από το να καταφέρουν να φτιάξουν έναν υπολογιστή εφάμιλλο του ανθρωπίνου εγκεφάλου. Οι δημιουργοί του υπολογιστή μακροπρόθεσμα αποσκοπούν στην εξομοίωση της λειτουργίας μέχρι και ενός δισεκατομμυρίου βιολογικών νευρώνων σε πραγματικό χρόνο. Για να γίνουν αντιληπτά τα μεγέθη, ένας εγκέφαλος ποντικιού αποτελείται από 100 εκατομμύρια νευρώνες, και ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι 1.000 φορές μεγαλύτερος. Ένα δισεκατομμύριο νευρώνες είναι μόλις το 1% της έκτασης του ανθρώπινου εγκεφάλου, που αποτελείται από κάτι λιγότερο από 100 δισεκατομμύρια εγκεφαλικά κύτταρα (νευρώνες).