IBM vytvořilo umělé neurony, které fungují samostatně jako mozek

  • Vědci z IBM vytvořili nových druh umělých neuronů, které jsou schopné ukládat i zpracovávat data zároveň
  • Použité phase-change materiály lze považovat za druh memristorů
  • Velikost už poráží lidský mozek

Na světě je v současně době už poměrně hodně týmů, které pracují na vývoji různých neuročipů napodobující fungování našeho mozku. Jedná se ale většinou o různé softwarové simulace nebo digitální akcelerátory simulující funkčnost synapsí a neuronů.

V základu jde totiž právě o tyto části (synapse a neuron), kterých je obrovské množství a jsou mezi sebou propojené do obří upravující se sítě. Lidský mozek má přibližně 100 miliard neuronů a triliony synapsí. Celková spotřeba je přitom velmi nízká – přibližně 10 až 20 W. Vědcům z IBM se ale podařilo dosáhnout nového milníku při vývoji umělých neuronů s použití phase-change materiálů.

Jako memristor a náš mozek

Phase-change materiály nejsou v oblasti paměťových technologií žádnou novinkou. Paměti PCM (Phase-change Memory) jsou vyvíjené už od 60. let a s postupným zlepšováním hustoty je vyrábí řada společností. Dokonce i nově uvedené paměti 3D Xpoint od Intelu a Micronu jsou vlastně druhem PCM paměti.

IBM se podařilo v posledních dvou letech s technologií phase-change pro použití v pamětech značně pokročit a dostat hustotu až na tři bity na buňku. Nově vytvořená forma umělých neuronů ale funguje nejen jako paměť, ale také jako procesor, respektive umožňuje samotné zpracování operací jako rozpoznávání vzorů bez předešlého učení a další techniky, které začínají být čím dál důležitější v mnoha segmentech umělé inteligence a strojového učení.

Nejedná se ale o digitální technologii - podobně jako u memristorů a našeho mozku (neurony a synapse) se používá analogová technika jak pro zpracování, tak i ukládání dat.

Samostatné detekování vzorů i přes šum

Vytvořený prototyp vědci napojili na jednoduchý systém, který v rámci vstupních dat generoval elektrické impulzy jako jednotlivé pixely. Přes náhodně generovaný šum se občas objevila dvě oddělená loga IBM. Systém bez předchozího učení a lidského zásahu rozpoznal obě loga a oddělil je od šumu.

Klepněte pro větší obrázek
Rozpoznané vzory ze vstupního signálu - vše efektivně s nízkou spotřebou, pár umělými neurony a bez předchozího učení (Zdroj: IBM)

Vytvořený neuromorfický čip obsahuje pouze stovky umělých neuronů (struktury 5 x 100 neuronů) a dle testů je jejich spotřeba extrémně nízká – v průměru pouze 120 mikrowattů. Klíčová je také odolnost, za kterou mohou i použité materiály. Současná generace „přežije“ miliardy impulsů.

Velikost neuronů už poráží mozek, jde jen o dostatečný počet

I když byl současný vývojový prototyp vyrobený 90nm technologií, tvůrci už uvažují o dostupné 14nm technologii. Současný čip má velikost přibližně sto nanometrů, což už znamená menší velikosti než mají neurony v lidském mozku (4 až 100 mikrometrů).

Klepněte pro větší obrázek
Wafer s čipy na bázi phase-change materiálů (Zdroj: IBM Research)

Už s 90nm technologii výroby je tak hustota efektivnější a jediné co je potřeba do budoucna řešit, je dostatečný počet, který musí být rozprostřen do trojrozměrné struktury. Tento trend s přechodem z 2D struktury na 3D a více vrstev už můžeme vidět i u klasických digitálních čipů.

Umělý mozek tak rozhodně není daleko – stačí vyrobit velký počet těchto umělých neuronů a dát jim dostatek vstupních informací, aby se naučily takřka cokoli budeme potřebovat. S vyšším počtem neuronů a rychlostí takové mozky zvládnou všechno mnohem rychleji než lidský mozek.

Co ale se vznikem umělého člověka? Z pohledu některých našich schopností a vlastností je spousta z nich tvořená nebo vypilována důsledkem prožitků v rámci celého našeho života, do kterého patří třeba i dětství nebo dospívání.

Půjde vytvořit obdobu komplexního umělého mozku bez simulace života? Spíše ne. Půjde celý proces urychlit a zkrátit místo let na měsíce, dny, hodiny či sekundy? Zcela určitě. Nesmíme totiž zapomínat na virtuální realitu, ve které lze celý proces pro takový umělý mozek nasimulovat v rychlosti, která bude potřeba.

A v tom je právě neskutečný exponenciální vývoj, který se na nás valí. To co my jsme se museli učit celé roky, budou umělé mozky budoucnosti umět díky virtuálnímu časoprostoru třeba i okamžitě.

21 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Pavel Riedl 7. 8. 2016 22:20:10
    Už se těším, až si budu moci koupit v krámě nějakého Marvina vybaveného...
  • TAKTONE 7. 8. 2016 16:43:53
    Už je to tady, potřeboval bych vzadu v hlavě menší protézu paměti, možná i...
  • dolph1888 7. 8. 2016 9:06:57
    Jak říkám, celé k smíchu. Ne technologie, jistě využití najde, ale ty sny....

Určitě si přečtěte


Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

** Vyhledávače jsou natolik dobré, že si poradí i s frází v běžné češtině ** Pokud to ale nebude stačit, můžete vyzkoušet pokročilé funkce ** Vybrali jsme ty nejzajímavější

25.  9.  2016 | Jakub Čížek | 19

9 nejlepších programů na úpravu fotek. Placené i zdarma

9 nejlepších programů na úpravu fotek. Placené i zdarma

** Pro běžné úpravy fotek nemusíte pirátit Photoshop, vystačíte si s levnějšími programy ** Ceny pokročilých editorů se většinou vejdou do dvou tisíc korun ** Mnohdy stačí i bezplatné nástroje

26.  9.  2016 | Stanislav Janů | 50

Aby byl signál a internet všude: jak fungují a kde jsou schované antény operátorů

Aby byl signál a internet všude: jak fungují a kde jsou schované antény operátorů

** Základnové stanice BTS mobilních operátorů zdaleka nejsou jen typické kovové stožáry ** Podívejte se na některé nevšední instalace ** Dozvíte se, z čeho se moderní BTS skládá a jak funguje

28.  9.  2016 | David Polesný | 30

Týden Živě: Zvyknou si Češi platit paušál za software?

Týden Živě: Zvyknou si Češi platit paušál za software?

** Zoner vypustil do světa nové Photo Studio. Je za paušál. ** HP nechce neoficiální inkoust ** Koutek časopisu Computer

25.  9.  2016 | Časopis Computer | 65

Pojďme programovat elektroniku: Vyrobím si z drobných součástek vlastní mikropočítač za pár kaček

Pojďme programovat elektroniku: Vyrobím si z drobných součástek vlastní mikropočítač za pár kaček

** Můžete si koupit třeba desku Arduino Uno ** Anebo si složíte celý mikropočítač sami ** Je to snadné jako facka

27.  9.  2016 | Jakub Čížek | 27


Aktuální číslo časopisu Computer

Srovnání výhodných 27" monitorů

Velký test levných rychlých routerů

Jak nastavit Android, aby vás nesledoval

45 podrobných testů a recenzí