Agyszerű számítógépet tervez az IBM

Az IBM fogja vezetni azt az amerikai kormány által finanszírozott együttműködést, ami az agyat utánzó elektromos áramköröket tervez.

A kutatás az úgynevezett "kognitív számítástechnika" részeként egy asztalhoz ülteti a neurobiológusokat, a számítógép- és anyagtudósokat, valamint a pszichológusokat. A projekt első lépcsőfokát az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának kutatási ügynöksége, a DARPA finanszírozza közel 5 millió dollárral. Az így kapott technika felhasználható lesz az átfogó adatelemzéseknél, döntéshozásnál vagy akár a képfelismerésnél.

"Az elmének megvan az a bámulatos képessége, hogy érzékeinken át összekapcsolja a kétértelmű információkat, és az érzékszervi adatokból képes könnyedén előállítani az idő, a tér, a tárgyak és a köztük fennálló kapcsolat fogalmát" - nyilatkozott a BBC-nek Dharmendra Modha, az együttműködést vezető tudós, az IBM kutatója. "Jelenleg nincs olyan számítógép, ami akárcsak egy kicsit is megközelítené az agy teljesítményét. A kognitív számítástechnika kulcsa az agy szerkezetének, funkcióinak és viselkedésének a visszafejtése."

Az IBM-hez több amerikai egyetem csatlakozik a fent megfogalmazott cél elérése érdekében, hogy integrálják a valódi biológiai rendszerekről megszerzett ismereteiket a neuronokról alkotott szuperszámítógépes szimulációk eredményeivel. A csapat reményei szerint elsőként alkotnak majd meg egy olyan elektronikus rendszert, ami a szimulációknak megfelelően viselkedik, míg a hosszabb távú célkitűzés egy macska intelligenciaszintjével rendelkező rendszer megalkotása. Modha szerint most érkezett el az idő, hogy az egymástól viszonylag távol eső tudományágak képviselői megszerzett ismereteiket egy egységgé gyúrják. Az IBM szakembere ezt az együttműködési folyamatot "tökéletes viharnak" nevezte el.

Az idegtudósok, akik primitív állatokkal dolgoznak, sokat megtudtak a neuronok és az őket összekötő szinapszisok belső működéséről, amiből megszülettek az egyszerűbb agyak "drótozási diagramjai". Ugyanakkor a szuperszámítógépek a biológiai kutatásokból szerzett ismereteket felhasználva már képesek kisebb emlősök agyát szimulálni. Modha kollégáival tavaly egy egér agyának szimulációját futtatta a BlueGene szuperszámítógéppel. A szimuláció 55 millió agysejtet és közel féltrillió szinapszist foglalt magába.

"A valódi kihívás a szimulációk átültetése tényleges elektronikus eszközökbe, a nanotechnikába" - tette hozzá Modha. A terület csak nemrég érte el azt a fejlettségi szintet, amiben az agy neuronjainak és szinapszisainak sűrűsége - négyzetcentiméterenként 10 milliárd - visszaadható.

A kutatók számítógépes kód darabokat, úgynevezett neurális hálózatokat alkalmaztak, amik az agysejtek kapcsolódásait hivatottak megtestesíteni. Ezek egy adott probléma megoldására programozhatók. A mostani megközelítés azonban alapjaiban eltér az eddigiektől. "A neurális hálózatokkal és a mesterséges intelligenciával az a gond, hogy lényegében limitált kognitív funkciókat tesznek lehetővé. Egy célkitűzésből indulnak ki, aminek az eléréséhez ki kell dolgozni egy algoritmust" - magyarázta Modha. "Mi megkísérlünk 180 fokos fordulatot venni. Először megkeressük az algoritmust és csak utána a problémát. Megvizsgáljuk az agy mikro- és makro-kapcsolódásait, amiket tevékenységek széles köréhez használhatunk."

Az agyak alkalmazhatósága a szinapszisok han­go­lási képességében rejlik. A szinaptikus kapcsolatok a keresztülhaladó jelek hatására alakulnak ki, szűnnek meg, erősödnek vagy gyen­gül­nek. A projekt legna­gyobb célja egy nano­méretű anyag előállítása, ami képes a fentiek szerint viselkedni. "Az agy sokkal inkább szinaptikus, mintsem neurális hálózat" - összegzett Modha.

A problémamegoldás a probléma elé való helyezése gyakorlatilag végtelenné tenné a poten­ciális alkalmazásokat. Megsza­badulva az előre progra­mozott funkciók korlátaitól a számító­gépek össze­gyűjthetnék az össze­egyeztet­hetetlen információkat, amit tapasztalaton alapulva mérle­gelnének, emlékeket képeznek, és úgy kezdik el a probléma megoldását, hogy azt már bátran lehetne "gondolkodásnak" nevezni.

"Érdekes kezdeményezés, a számítógépek modellezése az emberi agy alapján kifejezetten ígéretes" - nyilatkozott Christian Keysers a Gröningeni Orvosi Egyetem agyleképezési központjának igazgatója, aki úgy véli, a finanszírozás mértéke elégtelen lehet egy ilyen mérvű projekthez. A feladat olyan szakértelmet igényel számos terület részéről, amire eddig még nem volt példa ebben a körben. Ezt Modha is elismeri, tudja, hogy tervük több mint ambiciózus, viszont ő nem részsikereket szeretne elérni, hanem teljes egészében megvalósítaná a kitűzött célt.