Главная
Новости Статьи Россия В мире Достижения Польза Вред

Новости партнеров
 

Новости партнеров

Комментарии
 

Достигнут прогресс в создании компьютеров, имитирующих мозг человека

Опубликованное в журнале с открытым доступом Frontiers in Neuroscience исследование обнаружило, что компьютер, основанный на имитации нейронных сетей мозга, показал результаты, сходные с получаемыми при работе на суперкомпьютерах лучшего программного обеспечения для эмуляции работы мозга, используемого в исследованиях нейронных сигналов. В испытаниях на точность, скорость и энергопотребление, этот уникальный компьютер, «SpiNNaker», потенциально способен превзойти обычные суперкомпьютеры в отношении скорости и энергоэффективности. Целью является расширение знаний о работе нейронов в мозге, применительно к обучению и нарушениям, таким как эпилепсия и болезнь Альцгеймера.
«SpiNNaker» способен обеспечить работу подробных биологических моделей коры (внешнего слоя головного мозга, получающего и обрабатывающего информацию от органов чувств), выдавая результаты, очень близкие к получаемым при работе эмуляционных программ на суперкомпьютере, — говорит д-р Сача ван Албада, ведущий автор исследования и руководитель группы теоретической нейроанатомии в Юлихском исследовательском центре в Германии. — Способность выполнять крупномасштабную детализированную нейронную сеть быстро и с низким расходом энергии поспособствует исследованиям в области робототехники, а также изучению нарушений работы мозга».
Мозг человека очень сложен, и включает сто миллиардов взаимосвязанных клеток. У нас есть понимание того, как действуют отдельные нейроны и их компоненты, и как они взаимодействуют между собой, какие области мозга используются для чувственного восприятия, действий и познания. Но нам меньше известно о преобразовании нейронной активности в поведение, например, как мысль трансформируется в движение мышц.
Программное обеспечение для суперкомпьютеров помогло с эмуляцией обмена сигналами между нейронами, но даже самые лучшие программы на самых быстрых компьютерах на сегодня способны эмулировать только 1 процент мозга человека.
«Пока неясно, какая компьютерная архитектура лучше всего подходит для эффективной работы эмулятора всего мозга. Европейский проект по изучению мозга (Human Brain Project) и Юлихском исследовательский центр провели обширное исследование с целью определить наилучшую стратегию для этой сложнейшей задачи. Сегодняшним суперкомпьютерам требуется несколько минут для эмуляции одной секунды реального действия, поэтому исследования, например, процессов обучения, сегодня недоступны, — объясняет профессор Маркус Дизман, соавтор, глава департамента вычислительных нейронаук в Юлихском исследовательском центре. — Существует огромный разрыв между энергетическими затратами мозга и суперкомпьютера. Нейроморфный (по образу мозга) компьютинг позволяет понять, насколько мы можем приблизиться к энергоэффективности мозга, используя электронику».
Разрабатываемый на протяжении пятнадцати лет, и основанный на структуре и способах работы мозга человека, «SpiNNaker» — часть нейроморфной вычислительной платформы Европейского проекта по изучению мозга — состоит из полумиллиона простых вычислительных элементов. Исследователи сравнили точность, скорость и энергоэффективность «SpiNNaker» с «NEST» — специализированным программным обеспечением суперкомпьютера, используемом в исследованиях нейронных сигналов мозга.
«Эмуляции, выполняемые на «SpiNNaker» и «NEST», показывают очень похожие результаты, — говорит соавтор Стив Фурбер, профессор компьютерного инжиниринга в Манчестерском университете. — Впервые посредством «SpiNNaker» (или любой другой нейроморфной платформы) произведена настолько детальная эмуляция коры мозга. «SpiNNaker» включает 600 плат, объединяющих более 500 тысяч небольших процессоров. Эмуляция, выполненная в этом исследовании, использовала только шесть плат, то есть 1% от полной мощности машины. Наши результаты помогут улучшить программы, и сократить число используемых плат до единственой».
Как говорит д-р ван Албада, «Мы надеется на проведение более объёмных эмуляций в реальном времени с использованием таких нейроморфных вычислительных систем. В Европейском проекте по изучению мозга мы уже работаем совместно со специалистами по нейроробототехнике, которые надеются применить наши результаты для управления роботами».

Подпишитесь на нас Вконтакте, Одноклассники

137

Похожие новости
15 ноября 2018, 10:42
15 ноября 2018, 15:14
15 ноября 2018, 10:42
14 ноября 2018, 16:28
15 ноября 2018, 00:00
14 ноября 2018, 21:42

Новости партнеров