Home » Forskning » Engelske forskere har skabt en digital computerhjerne
Engelske forskere har skabt en digital computerhjerne

Engelske forskere har skabt en digital computerhjerne

Share

Tolv år og næsten 130 mio. kroner har et forskerteam fra University of Manchester i England brugt på konstruktion af en ny type supercomputer. Kæmpen har en million processorer og kan emulere funktionen af en levende hjerne med op mod en milliard hjerneneuroner

Den nye supercomputerhjerne er døbt SpiNNaker, og er designet og konstrueret af forskere fra School of Computer Science under University of Manchester’s. Computeren har været planlagt og projekteret i hele 20 år, og opbygningen begyndte i 2006.

Oprindelig blev projektet støttet af Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), men modtager i dag støtte fra European Human Brain Project. Den færdige SpiNNaker blev startet op for første gang i efteråret 2018.

Problemløsning efter tur eller færdigt arbejde

Hjernen er kroppens mest komplicerede organ og tilsvarende det mest komplicerede at udforske og forstå. Videnskaben har gennem årtier forsøgt at kortlægge den menneskelige hjerne og eftergøre dens funktioner. Forskerne er også nået langt, men heller ikke så meget længere end det. Et af de værktøjer, forskerne anvender mere og mere i hjerneudforskningen, er
supercomputere.

Problemet er blot, at hjernens måde at fungere på er meget anderledes end en konventionel computers serielle måde at arbejde. En almindelig computer kan ikke multitaske, men behandler én opgave ad gangen. Selv når du har flere programmer kørende, deler din computer blot lidt firkantet sagt sin tid og sine kræfter mellem opgaverne på skift.

Den tager med andre ord tingene efter tur og arbejder serielt, mens en biologisk hjerne arbejder parallelt og kikker på en masse data på én gang. En anden forskel er, at hvor en computer, der sender sine data af sted én pakke ad gangen, samtidig skal fortælle resten af systemet, hvor disse data skal sendes hen, kan hjernen sende millioner af ”datapakker” ud til mange forskellige vilkårlige modtagernerver på samme tid.

Computeren SpiNNaker fylder 10 rækker 19 tommer kabinetter og står opstillet i et airconditioneret lokale på Manchester University.

En biologisk hjerne indeholder nemlig millionvis af hjerneceller eller neuroner, der udveksler elektrokemiske signaler med hinanden gennem myriader af forbindelser (synapser). Den menneskelige hjerne består af små 100 mia. hjerneceller, og forskerne anslår, at der er ca. 150 billioner synapser i vores hjerner.

Se også:  Intelligent headset fra Jabra tilpasser lyden efter omgivelserne

Lettere bliver det ikke af, at hvert neuron i en hjerne har adskillige tusind signalindgange. Nogle endog op til en kvart mio. Derfor er det næsten åbenlyst, at ethvert forsøg på at genskabe hjernens funktioner må være dømt til at mislykkes, hvis simulationen skal baseres på computere med traditionel opbygning og arkitektur.

”Kernen i problemet er måske ikke så meget processering som kommunikation,” forklarer professor Stephen Furber University of Manchester, der står bag og også leder SpiNNaker-projektet.

”Konventionelle supercomputere er overlegne, når det gælder om at sende store datamængder hurtigt fra sted til sted i et netværk, mens neural emulation går ud på at sende meget små datamængder rundt til mange steder på én gang, og det er en helt anden problematik.”

Neuronerne i en levende hjerne kommunikerer med hinanden gennem korte glimt af elektrokemiske ”spikes”. Hver enkelt spike indeholder ikke meget information, men når hundreder af mio. spikes fyres af på én gang, kan der transmitteres virkeligt mange oplysninger. Til forskel fra almindelige computere kan SpiNNakers processorer som nævnt sende mio. af små datapakker eller impulser (spikes) ud i et tæt netværk af neuroner og synapser (og deraf betegnelsen ”Spiking Neural Network Architecture”.

Adresseringen varetager maskinens virtuelle neuroner selv, idet disse kredsløb så at sige selv beder om de data, de vil have og skal bruge. Du kan sammenligne det med et postvæsen, hvor hver modtager har sit eget private postbud, der kender ruten så godt, at der ikke er nogen grund til at oplyse adressen. Derved kopierer SpiNNaker den unikke hjernearkitektur, som gør organet i stand til massiv parallelprocessering, og derfor kaldes denne form for computerteknologi også ”neuromorfisk” dvs. af form og funktion som rigtige neuroner. Og nu har forskerne fra Manchester i England altså konstrueret verdens hidtil største digitale supercomputer efter neuromorfisk model.

Se også:  Sony Xperia XZ3 [TEST]: Afsindig lækker skærm i Sonys slanke topmobil

Ligesom menneskehjernen er SpiNNaker dermed i stand til såkaldt vilkårlig ikke-deterministisk processering altså udføre beregninger, som i lighed med hvad en menneskelig hjerne kan finde på, hverken kan forudsiges eller repeteres. Dette skal ifølge forskerne kunne sætte dem i stand til at opdage nye principper inden for parallelberegning, selv om det i dag måske ikke står helt klart, hvad dette indebærer i praksis.

Tre områder, hvor SpiNNaker kan skabe ny viden

Når det gælder brugsområder, er det netop indsigt i, hvordan hjernen fungerer, som indtil videre er blandt systemets centrale anvendelser. Det sker for SpiNNakers vedkommende i samarbejde med projektet ”Human Brain Project”, som netop har som målsætning at fremme hjerneforskning.

SpiNNaker kan specielt hjælpe tre hovedområder af hjerneforskningen:

Neurovidenskab: Fuld forståelse af, hvordan menneskehjernen virker, og hvad der eventuelt fører til hjernesygdomme, er en af de helt store udfordringer og et af det 21. århundredes mest interessante spørgsmål. Større forståelse vil naturligvis betyde endnu større muligheder for at gå ind og kurere eller bedre. SpiNNaker kan også hjælpe forskerne et stykke på vejen til at klarlægge bevidsthedens natur. Maskinen er i stand til at simulere op til en mia. basale neuroner eller mio. af neuroner med en mere kompleks indre natur og dynamisk kommunikation.

Robotteknologi: SpiNNaker kan være til effektiv gavn for robotforskere med sin mulighed for enkel op- eller nedskalering. Det vil gøre det muligt at simulere mindre hjernenetværk med måske titusinder neuroner komplet med signalbearbejdning inklusiv processering af sanseindtryk og i den anden ende generere motorsignaler i realtid.

Computervidenskab: SpiNNaker bryder med konventionel computeropbygning, der er baseret på deterministisk gentagelig kommunikation og pålidelig signalbehandling. Maskinen udsender tværtimod simple signal-impulser (spikes), der pr. definition er usikre og lette at gå fejl af. Denne opbygning giver naturligvis mange nye udfordringer, men rummer også potentiale til at opdage nye muligheder og opdagelser, de kan gøres i kraft af parallelberegning.

TAGS
AI
forskning
hjerne
Kunstig intelligens
supercomputer

DEL DENNE
Share

Seneste Tech test
Seneste konkurrencer

Mest populære
Populære
Nyeste
Tags

Find os på de sociale medier

Modtag dagligt IT-nyhedsbrev

Få gratis tech-nyheder i din mail-indbakke alle hverdage. Læs mere om IT-UPDATE her

Find os på FaceBook

Alt om DATA

Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
redaktion@altomdata.dk

Datatid TechLife

Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
redaktion@datatid.dk

Audio Media A/S

CVR nr. 16315648,
Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
info@audio.dk
Annoncesalg / Prislister:
Lars Bo Jensen: lbj@audio.dk Telefon: 33 74 71 16
Annoncer: Medieinformation


Alt om DATA, Datatid TechLife  © 2019
Privatlivspolitik og cookie information - Audio Media A/S