ساخت نمونه الکترونیکی مغز انسان با تراشه های تلفنهای هوشمند

به گزارش خبرگزاری مهر، اگر دارای یک تلفن همراه هوشمند هستید پس حتما بخشی از مغز "استیو فربر" را همیشه به همراه دارید، دانشمندی که در تلاش است مغز سیلیکونی یک بیلیون نرونی را با استفاده از میکروتراشه های موجود در تلفنهای هوشمند در تایوان تولید کند. مهندسان رایانه از گذشته در تلاش بودند توان بالای مغزهای بیولوژیکی را شبیه سازی کنند اما در بهترین حالت تنها موفق به شبیه سازی آن در ابررایانه ها شده اند.

فربر دانشمند علوم رایانه ای در دانشگاه منچستر می گوید در صورتی که بخواهیم از رایانه ها به عنوان بخشی بسیار کوچک از مغز استفاده کنیم باید از ابزار در دسترس، موثر و کم مصرف استفاده کنیم. برخی از دانشمندان باور دارند فربر با شیوه ای که برای شبیه سازی یک مغز بیولوژیکی در پیش گرفته قادر به ساختن و کپی کردن تمامی ویژگی های یک نرون واقعی را نخواهد داشت.

با این حال حتی همین اندازه از شبیه سازی نیز برای فربر که قصد دارد در اولین فرصت ممکن رایانه مغز مانند خود را از جهان اطرافش مطلع سازد کافی خواهد بود. اولین هدف فربر آموزش حرکت دادن یک بازوی روباتیک به این مغز الکترونیکی است. به گفته فربر روباتها محیطی طبیعی و حساس را برای آزمایش بر روی رایانه های شبیه به مغز فراهم می آورند.

رایانه یا مغز فربر بر اساس پردازشگری که وی در سال 1987 ابداع شده بود ساخته شده است. با وجود اینکه این تراشه با هدف پشتیبانی از رایانه های تخریب شده ابداع شده بود به سرعت به یکی از پردازشگرهای پر مصرف در تلفنهای هوشمند و کتاب خوانهای الکترونیک تبدیل شد.

اما یاد دادن رفتارهایی مشابه مغز به رایانه فرایندی بسیار سخت است، نورونها و مدارهای رایانه ای با کمک سیگنالهای الکترونیکی ارتباط برقرار می کنند اما کابلهای حامل این سیگنالها در محیط بیولوژیکی مشابه ثابتی در تجهیزات الکترونیکی ندارند. اهمیت یک اتصال نورونی ویژه یا سیناپس، همزمان با اینکه شبکه می آموزد تاثیر سیگنالهای مختلف دریافتی اش را متعادل سازی کند، تغییر می کند و این توازن سیناپسی باید در مغزهای سیلیکونی نیز به وجود آید.

تراشه های در دست ساخت فربر از 20 هسته پردازشگر ARM برخوردارند که هر یک از آنها هزار نورون را شبیه سازی می کنند. با قرار دادن 20 هزار نورون بر روی هر تراشه برای دست یافتن به یک بیلیون نورون به 50 هزار تراشه نیاز خواهد بود.

تراشه حافظه ای در کنار هر یک از پردازشگرها تغییرات توازن سیناپسی را به عنوان اعداد ساده ای که میزان اهمیت اتصالات داده شده را در هر لحظه نشان می دهند به ثبت می رسانند. به گفته فربر در ابتدا این فرایند به واسطه یک رایانه خانگی نظارت خواهد شد اما با بزرگتر شدن و هوشمند تر شدن دستگاه تنها رایانه ای که توانایی نظارت و انجام چنین فرایندی را خواهد داشت خود دستگاه خواهد بود. 

توانایی دیگری که مغز سیلیکونی فاربر باید بیاموزد، یافتن مهارت برای هماهنگ شدن با جرقه های ولتاژی است، پدیده ای که ارسال سیگنالها به وجود می آید. در لحظه یک رایانه برای هماهنگ شدن با سرعتی که یک نرون در آن سیگنال را آزاد می کند مشکلی ندارد اما نرونها در گروه های بسیار بزرگتر و هماهنگ تری از هوش سیلیکونی فعالیت می کنند.

بر اساس گزارش نیوساینتیست، در حالی که دانشمندان در تایوان در انتظار دریافت تراشه ها برای ساخت مغز سیلیکونی به سر می برند، نمونه ای از این مغز را با 50 نورون ساخته و توانستند به آن یاد دهند تا کنترل برنامه ای رایانه ای را به عهده بگیرد. موفقیتی که نشان می دهد تلاش چهار ساله آنها برای طراحی و ساخت چنین سیستمی بیهوده از بین نرفته است.