Technika przeżywa swój złoty wiek, ale mimo to obecnie produkowane urządzenia mają sporo wad. Dużą część z nich mogą wyeliminować procesory neuromorficzne, które sprawią, że maszyny staną się bardziej ludzkie. DAWID KOSIŃSKI

Ludzie nie od dziś starają się upodobnić komputer do ludzkiego mózgu. Doskonale obrazuje to pierwotna nazwa komputera, czyli „mózg elektronowy”, oraz liczne eksperymenty próbujące stworzyć sztuczny mózg w symulacji komputerowej.

Superkomputery

Najbardziej spektakularnym sztucznym mózgiem jest superkomputer IBM składający się z 10 miliardów sztucznych neuronów i 100 bilionów połączeń między nimi. Choć pod względem specyfikacji technicznej jest to urządzenie tylko trochę ustępujące ludzkiemu mózgowi, który ma około 150 miliardów neuronów, to w praktyce działa od niego aż 1500 razy wolniej.

Niekorzystnie wygląda też porównanie pod względem zapotrzebowania na energię. Ludzki mózg zużywa 20 watów, a jego sztuczny odpowiednik aż 50 000 razy więcej. Szacuje się, że gdyby udało się zmusić tradycyjny komputer zbudowany z użyciem dzisiejszych technologii do pełnego odwzorowania pracy mózgu, energia potrzebna do jego zasilenia byłaby porównywalna z tą zużywaną przez Nowy Jork i San Francisco jednocześnie.

Ciekawym eksperymentem jest także Blue Brain Project. Jego celem jest poznanie zasad działania mózgu ssaków za pomocą inżynierii wstecznej. Pomoże to lepiej zrozumieć nie tylko zachowania ludzi, ale też zwierząt. W 2006 roku stworzono symulację działania pojedynczej kolumny neuronalnej mózgu szczura, która ma objętość około 0,5 mm3 i zawiera łącznie 10 000 neuronów 200 różnych typów połączonych ze sobą 30 milionami synaps.

W 2011 roku udało się stworzyć symulację obwodu składającego się ze 100 kolumn neuronalnych, co przekłada się na około milion neuronów i miliard połączeń. Konstrukcja jest pod względem skomplikowania porównywalna już z mózgiem pszczoły.

W tym roku powinna powstać symulacja kompletnego mózgu szczura, a według najbardziej optymistycznych scenariuszy, biorąc pod uwagę rozwój technologii, superkomputer o mocy wystarczającej do symulacji ludzkiego mózgu powinien powstać za sześć lat.

Komputer jak człowiek

Są jednak firmy, które starają się przenieść rozwiązania pochodzące z ludzkiego mózgu nie do superkomputerów, lecz do o wiele mniejszych urządzeń, a konkretnie do smartfonów i tabletów. Doskonałym przykładem takiej firmy jest Qualcomm, który stworzył procesor o nazwie Zeroth. Jest to układ neuromorficzny, co oznacza, że maszyny w niego wyposażone zdobywają nowe możliwości nie tylko dzięki programowaniu, ale także przez doświadczanie pozytywnych i negatywnych bodźców.

Urządzenie z takim układem będzie w stanie, podobnie jak człowiek, samo uczyć się przez wykonywanie różnych działań i otrzymywanie informacji zwrotnej mówiącej, czy zrobiło coś poprawnie, czy też nie.

Najprostszym przykładem urządzenia z procesorem Zeroth może być maszyna, która porusza się po kolorowym podłożu i ma na nim zaznaczać pola barwy białej. Gdy robi to poprawnie, jest nagradzana, a gdy się myli, karcona. Eksperyment ten można zobaczyć pod adresem http://pcformat.pl/u/865. Rozwiązanie jest niezwykłe, ponieważ w podobny sposób na co dzień uczy się niemal każde żywe stworzenie, także człowiek. Jeśli uda mu się dobrze wykonać jakieś zadanie, do jego mózgu dociera dopamina – substancja znana jako „przekaźnik przyjemności”. Z tego powodu proces nauki takiego urządzenia będzie przypominał bardziej tresurę niż programowanie.

Co daje nauka

Obserwując proces nauki, można będzie zdobyć mnóstwo ciekawych informacji na temat pracy ludzkiego mózgu. Kolejną ważną zaletą takiego rozwiązania jest możliwość lepszej komunikacji z maszyną. Do tej pory do tego celu używaliśmy klawiatur, myszy, ekranów dotykowych lub konkretnych komend głosowych i gestów. Procesory neuromorficzne mogą to zmienić, bo dzięki nim urządzenia będą mogły analizować obraz i dźwięk w sposób o wiele lepszy i bardziej intuicyjny niż dotychczas.

Ciekawym zastosowaniem procesorów neuromorficznych może być np. całościowa korekta tekstu, obejmująca nie tylko poprawność pojedynczych słów, ale też interpunkcję, stylistykę i sens wypowiedzi. Inne zapowiadane przez Qualcomma zastosowania procesorów neuromorficznych to sterowanie sztucznymi kończynami, środkami transportu oraz maszynami bezzałogowymi, coraz popularniejszymi ostatnio także w cywilnych zastosowaniach dronami.