Mačji mozak inspirirao stvaranje novih superračunala

Elektroničke naprave koje imitiraju funkcioniranje moždanih stanica mačjeg mozga omogući će računalima da jednog dana uče i prepoznaju informaciju slično onome kako to čine ljudi. Istraživači sa Sveučilišta Michigan navode da bi one mogle uskoro obavljati i puno složenije zadatke te donositi kompleksne odluke i to simultano i puno bolje od konvencionalnih računala.

„Izrađujemo računalo na isti način na koji priroda stvara mozak", rekao je Wei Lu, računalni inženjer sa spomenutog sveučilišta. Umjesto mikročipova, ove se naprave temelje na takozvanim 'memristorima', elementima koji poput nijednih drugih imaju, može se slobodno reći, sposobnost pamćenja. Oni djeluju poput moždanih sinapsi. Sinapse vežu neurone i služe kao prekidači koji se mogu rekonfigurirati i stvoriti niz poveznica, odnosno putova među neuronima, i baš kako memristori, i one pamte te putove na temelju jačine i trajanja električnih signala koje zaprimaju iz neurona.

Dawn, jedan od najsofisticiranijih računala današnjice, koji se nalazi u Nacionalnoj knjižnici Lawrence Livermore, može simulirati jednu milijardu neurona i 10 trilijuna sinapsi što nadilazi kompleksnost mačjeg mozga. Ipak, radi se o stroju s preko 140,00 procesora koji zahtijevaju milijune vata struje, a čak i tad radi sporije od mačjeg mozga.

Današnja računala rade linearno jer su elementi za logiku i memoriju smješteni u različite dijelove funkcionalnog kruga, a svaki je element poveza s nekolicinom susjednih. Zato računala s lakoćom obavljaju jednostavne zadatke. Mozak je pak sposoban za multitasking. Zato mi s lakoćom i u trenu prepoznajemo lica dok bi prosječnom superračunalu za to trebalo puno dulje i zahtijevalo bi više energije.

Lu pak pri ruci sada ima memristore koji imitiraju mozak i planira ih ubaciti u konvencionalni funkcionalni krug računala. Lu je s kolegama to zamislio ovako: spojio je dva strujna kruga s memristorom (dva neurona i sinapsa) - taj je sklop sposoban pamtiti i učiti. U prijevodu, veza između krugova i memristora postaje jača sa svakim daljnjom stimulacijom - baš kao što je slučaj i s ljudskim mozgom do uči.

Istraživači planiraju napraviti električni mozak koji bi bio na razini mačke koji bi bio sposoban, na primjer, odrediti najkraći put od ulaznih vrata kuće do fotelje, čak i kad se fotelja pomakne s izvornog mjesta. Idući je korak stvaranje još kompleksnijeg sustava. Krajnji je cilj stvaranje superračunala ne većeg od obične flaše od dvije litre.

Memristori bi mogli  donijeti mnoge prednosti. Na primjer, konvencionalna računala bi mogla pratiti Mooreov zakon koji kaže da računalna moć se treba udvostručiti svake dvije godine. Time se ne bi nužno povećala sirova brzina procesora već njihova učinkovitost, napominje Lu. Istraživanje je objavljeno u travanjskom izdanju časopisa Nano Letters.