Ученые нашли способ создать искусственный мозг, имитирующий строение биологического человеческого мозга. Такая машина работает в 100 тысяч раз быстрее самого современного суперкомпьютера.
Проект создается учеными Орхусского университета в Дании. Недавно команда получила грант в размере 33 млн. датских крон (4,4 млн. евро) от программы Европейского Союза “Будущее и новые технологии” (Future and Emerging Technologies). Предполагается, что технология может иметь колоссальное значение для развития вычислительной техники.
Цель проекта состоит в разработке нейроморфной компьютерной системы (NCS, neuromorphic computer system), которая станет аппаратным носителем для систем искусственного интеллекта нового поколения. Аппаратная платформа строится по образу и подобию живого человеческого мозга. По словам ученых, уникальная биологическая архитектура позволит системе производить вычисления в 100 000 раз быстрее суперкомпьютера образца 2020 года.
Как это работает?
В основе проекта лежит раздел квантовой электроники, называемый спинтроникой. Спинтроника работает со спином (вращением) электрона.
В традиционной электронике электрон несет с собой простой электрический заряд. В спинтронике этот заряд может быть разным. Он зависит от ориентации спина электрона — то есть, от того, в какую сторону вращается собственное магнитное поле частицы.
В спинтронных устройствах вычислительные процессы и хранение информации учитывают фактор спина. Соответственно, архитектура вычислений становится намного сложнее и эффективнее.
Если проводить упрощенную аналогию с человеческой речью, ток электронов в обычной электронной цепи можно сравнить с криком. Когда же вы начинаете учитывать спин электронов, крик превращается в членораздельную речь. Крик может сообщить какую-то простую информацию, но слова вмещают куда больше смысла.
Создать искусственный мозг на базе традиционной электроники практически нереально. Но со спинтроникой задача переходит из разряда фантастики в разряд реализуемых проектов.
“Ряд недавних научных прорывов в сфере спинтроники привел к тому, что сегодня мы реально можем создать искусственный мозг. Нейроморфная компьютерная система, имитирующая синапсы мозга и нейроны в нейронной сети, открывает совершенно новые возможности в когнитивных вычислениях”, — говорит доцент Орхусского университета Фаршад Моради.
Неизведанная территория
Проект спинтронного мозга, разрабатываемый в Дании, называется SpinAge. Орхусский университет собрал сильную международную команду исследователей для разработки первой в своем роде нейроморфной компьютерной системы. Ученые входят на по-настоящему неизведанную территорию, ведь до сих пор никто не пытался создавать ничего подобного.
Проект полностью отказывается от обычного способа построения компьютера на базе интегральных схем. Вместо этого используется новая аппаратная стратегия, ориентированная исключительно на структуру мозга с нейронами, синапсами и нейронными сетями.
“Наш мозг работает совсем не так, как традиционные компьютерные системы. В мире уже существуют различные типы процессоров, вдохновленные мозгом. Такие проекты есть у IBM и у Intel. Но мы смотрим не только на процессоры. Мы хотим построить совершенно новый тип вычислительной системы. Это будет абсолютно новая консолидированная платформа, которая, как и мозг, сможет выполнять чрезвычайно сложные функции очень быстро и с очень малым энергопотреблением”, — говорит Фаршад Моради.
Если эксперимент окажется удачным, эта новая технология может радикально изменить способ работы компьютеров. И дело не только в производительности. Структура биологического мозга позволяет добиться огромной вычислительной мощности при малом энергопотреблении. Текущие вычислительные системы, будь они построены на базе спинтроники, потребляли бы в сотни раз меньше энергии.
“В последнее время для разработки мозгоподобных компьютерных систем сделано довольно много. Системы ИИ, работающие на базе на графических или центральных процессоров, используются в робототехнике, беспилотном вождении и так далее. Но они по-прежнему не могут сравниться с человеческим мозгом, в когнитивных задачах. Также по-прежнему существует большой разрыв в энергоэффективности. В нашем проекте мы постараемся восполнить этот пробел”, — говорит доцент Моради.
