Noua generaţie de calculatoare va încerca să imite modul în care neuronii comunică între ei în creierul uman.

Calculatoarele care vor avea la bază o reţea de componente construită după modelul neuronal vor avea performanţe mai bune în procesarea audio şi video. Dar specialiştii din domeniu nu vor doar să inventeze computere mai performante, ci şi să ajute la cercetările privind modul de funcţionare a neuronilor, potrivit www.bbc.co.uk.

Model pentru capacitatea de a lua decizii

Reţelele neuronale artificiale există de aproape 50 de ani, dar ele nu imită întocmai neuronii reali. În schimb, proiectul coordonat de Thomas Wennekers, specialist în calculatoare la Universitatea din Plymouth, doreşte să copieze fidel toate caracteristicile fiziologice specifice modului în care neuronii comunică.

„Vrem să învăţăm de la biologie cum să construim calculatoarele viitorului. Creierul uman est­e mult mai complex decât reţelele neuronale care au fost puse în aplicare până în prezent", a spus Wennekers. În prima etapă a proiectului, cercetătorii au cules cât mai multe date despre neuroni şi despre modul în care aceştia sunt conectaţi într-o anumită parte a creierului. Ei s-au concentrat pe microcircuitul laminar din neocortex, care este implicat în funcţiile superioare ale creierului, cum ar fi văzul şi auzul.

„Am reuşit să construim modele destul de detaliate ale cortexului vizual pentru a studia proprietăţile specifice ale microcircuitelor. Încercăm să ne dăm seama care sunt aspectele cruciale pentru anumite proprietăţi funcţionale, precum re­cu­noaş­te­rea obiectelor sau cuvintelor", spune Wennekers. Cercetătorii nu şi-au propus doar îmbunătăţirea reţelelor senzoriale, ci şi construirea unor componente inteligente pentru calculatoare. „Sperăm să construim modele ale componentelor cognitive din creierul uman, precum memoria şi capacitatea de luare a deciziilor, pe care să le introducem în calculatoare", spune Wennekers.

Un creier electronic cu un miliard de neuroni

În timp ce Wennekers şi echipa sa testează noi software-uri, profesorul Steve Furber din Manchester se inspiră din modul în care neuronii comunică pentru a produce hardware-uri noi. Proiectul lui Furber, intitulat Spinnaker, încearcă să creeze un calculator special optimizat pentru a funcţiona precum un creier biologic. „Am creat modele de neuroni îmbogăţite biologic. Impulsurile prin care neuronii comunică activează un pachet într-o mică reţea de calculatoare", spune Furber.

Bazat pe arhitectura ARM, sistemul Spinnaker simulează în hardware acţiunea unui număr mare de neuroni. Actualul sistem foloseşte un sistem cu opt procesoare ARM, iar fiecare procesor rulează aproximativ 1.000 de modele de neuroni. Scopul final al cer­ce­tă­torilor este realizarea unui sistem care va controla un mi­liard de neuroni pe un milion de procesoare ARM. Pentru a reuşi acest lucru, cercetătorii studiază în primul rând biologia şi încearcă să în­ţe­lea­gă procesul de prelucrare a in­for­maţiilor în creier. Ei speră că simularea va conduce la sis­te­me electronice ino­va­toare de prelucrare a datelor şi la noi de­ta­lii despre modul în care ele­mentele de calcul pot fi cuplate.

Până în prezent, marea pro­blemă a fost crearea unui sistem care să nu fie depăşit de coor­do­narea procesoarelor. Cal­cul­a­torul Spinnaker va fi compus din elemente in­di­viduale mult mai mici decât pro­ce­soa­rele monolitice care se folosesc în prezent şi va avea ca­pa­citatea de a se auto-or­ga­niza. Un alt avantaj al acestui calculator va fi con­su­mul redus de energie.