Нейроморфные вычисления

Что такое нейроморфные вычисления? Какова роль ИИ в создании систем мозг-компьютер?

Нейроморфные вычисления основаны на принципах работы человеческого мозга. Мозг - очень привлекательная модель для вычислений, в отличие от большинства суперкомпьютеров, которые заполняют комнаты, а мозг компактен и легко помещается во что-то размером ... ну ... в вашу голову.

Ключевым вопросом является - растущая динамика нейроморфных вычислений, которая приводит к трансформации нейробиологии - когда исследователи начнут пытаться воссоздать наш мозг в электронике, тогда они смогут больше узнать о его внутренней работе, что поможет биологам больше узнать о мозге.

Нейроморфный чип — процессор, работа которого основана на принципах действия человеческого мозга. Такие устройства моделируют работу нейронов и их отростков — аксонов и дендритов, отвечающих за передачу и восприятие данных. Связи между нейронами образуются за счет синапсов — специальных контактов, по которым транслируются электрические сигналы.

Мозгу нужно гораздо меньше энергии, чем суперкомпьютерам, например, ваш мозг потребляет около 20 Вт, тогда как суперкомпьютеру Fugaku нужно 28 мегаватт.

В то время как суперкомпьютерам нужны системы охлаждения, мозг поддерживается температурой 37 ° C. Конечно, суперкомпьютеры производят конкретные вычисления с огромной скоростью, но мозг выигрывает благодаря способности к адаптации.

Зачем нужны нейроморфные системы?

Большинство оборудования сегодня разработано на архитектуре фон Неймана, которая разделяет память и вычисления. Поскольку микросхемы фон Неймана должны передавать информацию между памятью и процессором, они тратят много времени и энергии - известная проблема микросхем Неймана.

Помимо решения известной проблемы фон Неймана, нейроморфный компьютер может направить работу мозга на решение других проблем. В то время как системы фон Неймана в основном последовательны, мозг может выполнить множество параллельных вычислений. Мозг более отказоустойчив, чем компьютеры - оба преимущества исследователи надеются моделировать в нейроморфных системах. 

Нейроморфные компьютерные системы уже существуют сегодня:

1. У Intel есть нейроморфный чип - Loihi. Сегодня их используют в лаборатории по разработке нейроморфных когнитивных технологий Telluride (создают искусственную кожу и разрабатывают протезы).

2. У IBM есть своя нейроморфная система TrueNorth, недавно техгигант объявил о партнерстве с Исследовательской лабораторией ВВС США для создания «нейроморфного суперкомпьютера», известного как Blue Raven.

3. Проект Human Brain Project (HBP), финансируемый ЕС, направлен на углубленное изучение мозга в 6 областях, включая нейроморфные вычисления. HBP создал 2 крупные нейроморфные инициативы: SpiNNaker и BrainScaleS.

Какие проблемы возникают при использовании нейроморфных систем?

- Вычислительные нормы, например, как данные кодируются и обрабатываются - все основано на модели фон Неймана и поэтому их необходимо усовершенствовать под нейроморфные вычисления, которые будут широко распространены.

- Языки программирования тоже нужно переписать с 0. Существуют проблемы относительно оборудования - необходимо создать новое поколение технологий памяти, хранилищ и датчиков, чтобы в полной мере использовать преимущества нейроморфных устройств.

Для выполнения сложных вычислительных задач с помощью смартфонов, нужно передавать сигналы мозга в облачной системе, которая обрабатывает запрос и отправляет ответ обратно на устройство. С нейроморфными системами этот запрос не нужно пересылать, все может выполняться внутри самого устройства. Возможно, самой большой инвестицией в нейроморфные вычисления является высокий уровень надежды на ИИ.

ИИ сегодня в большей степени основан на правилах, обучен на наборах данных и пока не научился генерировать конкретный результат. 

А человеческий мозг работает по-другому, ему гораздо удобнее двусмысленность и гибкость.
_______
Источник: https://t.me/blockchainRF/3449