Стэнфордские ученые развивали новую монтажную плату, смоделированную на людской мозге, вероятно открывая новые границы в вычислении и робототехнике.Для всей их изощренности, компьютеры, бледные если сравнивать с мозгом. Скромная кора мыши, к примеру, трудится в 9,000 раз стремительнее, чем моделирование ПК его функций.Не только PC медленнее, требуется в 40,000 раза больше права бежать, пишет Квабена Боуэн, адъюнкт-доктор наук биоинженерии в Стэнфорде, в статье для Слушаний IEEE.
«С чистой энергетической точки зрения мозгу тяжело соответствовать», говорит Боуэн, статья которого разглядывает, как «neuromorphic» исследователи В США и Европе применяют программное обеспечение и кремний, дабы выстроить электронные совокупности, каковые подражают синапсам и нейронам.Boahen и его команда развивали Нейросетку, монтажную плату, складывающуюся из 16 изготовленного на заказ «Нейроосновного» жареного картофеля. Совместно эти 16 жареного картофеля может моделировать 1 миллион нейронов и миллиарды синаптических связей. Команда проектировала данный жареный картофель с эффективностью власти в памяти.
Их стратегия была в том, чтобы разрешить определенным синапсам поделить схемы аппаратных средств. Результатом была Нейросетка – устройство о размере iPad, что может моделировать порядки величины больше синапсов и нейронов, чем другие мозговые имитаторы на власти, которую это берет, дабы руководить планшетным компьютером.
Национальные Университеты Здоровья финансировали развитие этого миллиона прототипа нейрона с пятилетней Первопроходческой Премией. Сейчас Boahen готов к следующим шагам – понижающиеся программное обеспечение и затраты компилятора создания, которое разрешило бы программистам и инженерам без знания нейробиологии урегулировать вопросы – такие как управление гуманоидным роботом – применение не.Его малой мощности и характеристики скорости делают идеал Нейросетки для больше, чем легко моделирования людской мозга.
Boahen трудится с другими Стэнфордскими учеными, дабы развивать протезы для парализованных людей, которыми руководил бы подобный Нейроядру чип.«Прямо на данный момент Вы должны знать, как интеллектуальные труды, дабы программировать один из них», сообщил Боуэн, показывая на правление прототипа за 40 000$ на столе его Стэнфордского офиса. «Мы желаем создать нейрокомпилятор так, дабы Вы не должны были бы знать, что что-либо о нейронах и синапсах к талантливому применяет один из них».
Мозговой ферментВ его статье Боуэн отмечает больший контекст neuromorphic изучения, включая Проект Людской мозга ЕС , что пытается моделировать человеческий мозг на суперкомпьютере.
В отличие от этого, американский МОЗГОВОЙ Проект – маленький для Мозгового Изучения при помощи Продвижения Инновационных Нейротехнологий – показал строящий инструмент подход сложными учеными, включая многих в Стэнфорде, дабы развивать новые виды инструментов, каковые смогут просматривать деятельность вслух тысяч либо кроме того миллионов нейронов в мозгу, и написать в сложных примерах деятельности.Изменяя масштаб изображения из громадной картины, статья Боуэна сосредотачивается на двух проектах, сопоставимых с Нейросеткой, каковые пробуют смоделировать функции мозга в кремнии и/либо программном обеспечении.Одно из этих упрочнений – Проект SyNAPSE IBM – маленький для Совокупностей Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics.
Потому, что имя подразумевает, SyNAPSE включает попытку перепроектировать жареный картофель, под кодовым заглавием Золотых Ворот, подражать способности нейронов установить довольно много синаптических связей – особенность, которая оказывает помощь мозгу урегулировать вопросы на лету. На данный момент чип Золотых Ворот складывается из 256 цифровых нейронов любой снабженный 1 024 цифровыми синаптическими схемами IBM на ходу, дабы существенно расширить числа нейронов в совокупности.
У проекта BrainScales Гейдельбергского университета имеется амбициозная цель развития аналогового жареного картофеля, дабы подражать поведениям синапсов и нейронов. Их чип HICANN – маленький для Большого Входа рассчитывает, Аналоговая Нейронная сеть – была бы ядром совокупности, созданной, дабы ускорить мозговые моделирования, разрешить исследователям смоделировать лекарственные сотрудничества, каковые имели возможность бы занять месяцы, дабы терять значение в сжатый период времени. На данный момент совокупность HICANN может подражать 512 нейронам любой снабженный 224 синаптическими схемами дорожной картой, дабы существенно увеличить ту базу аппаратных средств.
Любая из этих исследовательских групп сделала разный технический выбор, таковой как, посвятить ли каждую схему аппаратных средств моделированию единственного нервного элемента (к примеру, единственный синапс) либо пара (к примеру, активировав схему аппаратных средств два раза, дабы смоделировать эффект двух активных синапсов). Данный выбор стал причиной разным компромиссам с позиций способности и работы.
В его анализе Boahen формирует единственную метрику, дабы составлять совокупную системную цена – включая размер чипа, сколько нейронов это моделирует и энергия, которую это потребляет.Нейросетка была непременно самым рентабельным методом моделировать нейроны, в соответствии с целью Боуэна создания совокупности, достаточно дешёвой, дабы обширно употребляться в изучении.эффективность и СкоростьНо большое количество работы предстоит в будущем.
Любой текущий миллион монтажных плат Нейросетки нейрона стоил примерно 40 000$. Боуэн считает, что драматические сокращения цены вероятны. Нейросетка основана на 16 Нейроядрах, каждое из которых поддерживает 65 536 нейронов.
Тот жареный картофель был сделан, применяя 15-летние разработки фальсификации.Переключаясь на современные производственные процессы и изготовляя жареный картофель в громадных количествах, он имел возможность сократить 100-кратные затраты Нейроядра – предложение миллиона управлений нейрона по 400$ за копию.
С теми более программным аппаратными обеспечением и дешёвыми средствами компилятора, дабы уменьшить вырабатывать, эти neuromorphic совокупности имели возможность отыскать бессчётное использование.К примеру, чип, такой быстрый и действенный, как человеческий мозг имел возможность вести протезы со сложностью и скоростью отечественных собственных действий – но не будучи ограниченным источником энергии.
Кришна Шеной, электротехнический учитель в Стэнфорде и сосед Боуэна в междисциплинарном центре Bio-X, развивает методы прочесть мозговые сигналы осознать перемещение. Boahen предполагает подобный Нейроядру чип, что мог быть имплантирован в мозг парализованного человека, трактуя те намеченные перемещения и переведя их к командам для протезов, не перегревая мозг.Мелким протезом руки в лаборатории Боуэна на данный момент руководит Нейросетка, дабы выполнить команды перемещения в реальном времени. Сейчас это не похоже на большое количество, но его суставы и простые рычаги держат надежду на автоматизированные конечности будущего.
Само собой разумеется, все эти neuromorphic упрочнения превзойдены эффективностью и сложностью людской мозга.В его статье Боуэн отмечает, что Нейросетка примерно в 100,000 раз более энергосберегающая, чем моделирование ПК 1 миллиона нейронов. Все же это – энергетический боров по сравнению с нашим биологическим центральным процессором.
«Человеческий мозг, с в 80,000 раз громадным числом нейронов, чем Нейросетка, потребляет лишь втрое больше энергии», пишет Боуэн. «Достижение этого уровня энергоэффективности, предлагая громадную конфигурируемость и масштаб окончательна проблемой neuromorphic, инженеры сталкиваются».