МИКРОПРОЦЕССОР, РАБОТАЮЩИЙ НА ПРИНЦИПАХ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Человеческий мозг представляет собой удивительный биологический компьютер, способный функционировать без использования всякого программного обеспечения. Группа европейских ученых долгое время занималась исследованиями работы головного мозга, результатом этих исследований явился работающий прототип человеческого мозга воплощенный в виде микропроцессорного чипа.



Мейер Карлхайнц (Karlheinz Meier), нейрофизик из Университета Гейдельберга в Германии (Heidelberg University), отметил: «Нам известно, что мозг обладает удивительными вычислительными возможностями. Микропроцессорные системы, которые мы разрабатываем, скоро обеспечат переворот в информационных технологиях».

Этот революционный проект осуществляется в рамках Европейской программы FACETS (Fast Analog Computing with Emergent Transient States) и объединяет ученых из пятнадцати научных институтов семи разных стран. Ученые занимаются исследованиями в областях нейрофизики, нейробилогии, и на основании полученных данных разрабатывают нейрокомпьютер, который будет функционировать подобно мозгу, который и так очень часто уподобляют своеобразному компьютеру, но он отличается от обычных компьютерных систем тремя важными свойствами: он потребляем очень малую мощность, продолжает работать при выходе из строя некоторых компонентов и функционирует без всякого программного обеспечения.

В рамках исследований ученые проводят съем информации с нервных тканей, соединяющей между собой нейроны и синапсы, эта информация записывается в базу данных и подвергается последующей обработке. В результате этого разрабатываются упрощенные математические модели, которые точно описывают все тонкости сложного поведения. Конечно, можно реализовать систему, которая будет симулировать поведение каждого нейрона в отдельности, но в нынешнее время, такая система будет достаточно сложной и ее реализация пока невозможна из-за ограничений, накладываемых аппаратными и программными средствами.



Упомянутые выше математические модели используются для расчетов и построения нейрокомпьютера, подражающего человеческому мозгу. Первый работающий прототип содержит в себе сеть из 300 нейронов и полумиллиона синапсов в одном микрочипе. Этот микрочип является гибридным чипом, он содержит и аналоговую электронику, реализующую собственно нейроны и цифровую электронику, которая представляет собой связи между нейронами, т.е. синапсы. «Электронные» нейроны настолько малы, что могут работать гораздо быстрее своих биологических аналогов. Производительность системы в 100 000 раз быстрее производительности биологической системы и в 10 миллионов раз выше, чем моделирование программными средствами на самом мощном компьютере. Мейер Карлхайнц заявил по этому поводу: «Моделирование дня жизни на новой системе занимает менее одной секунды».

В дальнейшем, на второй стадии проекта FACETS, ученые собираются построить микропроцессор, который будет содержать в себе сеть из 200 000 нейронов и 50 миллионов синапсов. В этом новом микропроцессоре уже будут учтены все тонкости построения подобных систем и он будет включать в себя все последние достижения и открытия в областях неврологии, нейрофизики и нейробиологии. Ученые считают, что практическое применение подобной технологии может начаться уже в недалеком будущем, через пять лет, вполне вероятно, начнется массовое производство микропроцессоров, использующих подобные технологии, которые в состоянии устроить революцию в технологиях обработки информации.