Neurogrid

Группа исследователей из Стэнфордского университета разработала и создала устройство под названием Neurogrid. Это устройство является моделью мозга, содержащего миллион искусственных нейронов, которая работает в режиме реального времени со скоростью работы головного мозга живого существа. Конечно, в настоящее время есть и создаются другие модели мозга, насчитывающие несравненно большее количество нейронов и синапсов. Но такие модели требуют для своей работы вычислительной мощности самых быстрых современных компьютеров, но все равно они не могут работать в режиме реального времени.

Одной из самых обширных моделей головного мозга является модель компании IBM, разрабатываемая в рамках программы DARPA. Эта модель насчитывает 530 миллиардов нейронов, что в несколько раз превышает среднее значение нейронов человеческого мозга, которое составляет порядка 86 миллиардов нейронов. Несмотря на высокую производительность суперкомпьютера Blue Gene/Q Sequoia, на котором производятся расчеты модели, моделирование одной секунды времени работы мозга занимает около двух часов работы суперкомпьютера, что значит, что модель SyNAPSE работает в 1500 раз медленнее реального времени.

Новый "искусственный мозг" Neurogrid является более простой, более дешевой альтернативой суперкомпьютерным моделям. Помимо этого, он является намного более энергосберегающим, ведь для функционирования устройства в целом требуется всего 5 Ватт электрической энергии, что не идет ни в какое сравнение с 8 МВт, требующимися для работы суперкомпьютера Sequoia.

Такие поразительные характеристики и возможности устройства Neurogrid стали возможны благодаря использованию 16 специализированных чипов Neurocore, каждый из которых содержит по 65 тысяч искусственных нейронов. Исследователи, использующие Neurogrid, могут настроить 80 индивидуальных параметров для различных групп нейронов, что позволяет им моделировать реальные нейроны различных типов, выполняющие различные функции. Каждый из искусственных нейронов Neurogrid может обмениваться сигналами с тысячами других нейронов почти тем же способом, которым это происходит в живом мозге.

Метод, с помощью которого работает модель Neurogrid, несколько отличается от методов расчета моделей, используемых компьютерами и суперкомпьютерами. Большинство вычислительных систем оперирует только информацией в цифровой форме, вычисляя последовательности выражений, результатом каждого из которых является логическая переменная, имеющая лишь два значения, "Да" и "Нет". Некоторые цепи Neurogrid так же используют такую цифровую "форму общения", но основная масса вычислений производится на уровне аналогового сигнала, который позволяет получить поток крайне быстрых непрерывных вычислений.

Такие особенности архитектуры системы Neurogrid позволяют искусственным нейронам максимально точно подражать способу функционирования настоящих нейронов, а это, в свою очередь, обеспечивает всей модели в целом способность работать практически со скоростью мозга живого организма.

Создатели системы Neurogrid надеются, что их система, благодаря своей быстроте, простоте, низкой стоимости и доступности для большинства исследовательских организаций, может быть эффективно использоваться во время различных исследований в области нейробиологии, для поиска причин и методов лечения некоторых заболеваний мозга, таких как аутизм, шизофрения и другие.

***

Учитывая, что разработка ведется в рамках программы DARPA, (агентство передовых оборонных проектов) при Министерстве обороны США, то заявленные публике варианты использования полученных результатов в гуманитарных и благих целях, могут сильно отличаться от тех которые планируют получить на деле, вплоть до прямо противоположных.