კომპიუტერული ჩიპი – ადამიანის თავის ტვინის იმიტაცია – ხშირად ბევრი ასპექტით წინ უსწრებს ჩვეულებრივ კომპიუტერულ ჩიპებს. გარდა ამისა, ასეთი ჩიპი გარკვეულწილად ნათელყოფს იმას, თუ როგორ ფუნქციონირებს რეალური თავის ტვინი.
მეცნიერთა მრავალჯერადი მცდელობა თავის ტვინის იმიტაციისა გულისხმობდა, ჩვეულებრივ, გარკვეული პროგრამული უზრუნველყოფის შემუშავებას ნეირონთა ჯგუფის მუშაობის მოდელირებისათვის. მაგრამ ახლა გაჩნდა ახალი „ნეირომორფული" მოწყობილობა, რომელიც შეძლებს თავის ტვინის არა უბრალოდ მუშაობის გამოსახვას, არამედ გარკვეულწილად თავად იქნება „თავის ტვინი". ის შეეცდება თავის ტვინის მუშაობის აღწარმოებას არა ციფრული, არამედ ანალოგური კომპონენტების გამოყენებით. ანალოგური კომპონენტი ის კომპონენტია, რომელიც გამოიყენებოდა კომპიუტერული ერის დასაწყისში, გამოთვლითი მანქანების პირველ პერიოდში.
„ჩვენ სისტემაში შესაძლებელია ცალკეული ნეირონის მითითებაც კი", – განაცხადა ჩიპის შემქმნელმა, კარლ-ჰაინც მაიერმა გერმანიის ჰაიდელბერგის უნივერსიტეტიდან. ჩიპი სახელწოდებით Spikey შეიცავს 400 ნეირონს დაბეჭდილი სქემების სახით. ნამდვილი თავის ტვინის ნეირონს გარე მემბრანაზე ძაბვა აქვს – Spikey ამის იმიტაციასაც ახდენს, მაგრამ კონდენსატორების მეშვეობით. რეალური ნეირონის მსგავსად, კონდენსატორი „ნერვულ" სიგნალს გამოსცემს, როცა თუ ძაბვა გარკვეულ ზღურბლს აღწევს.
Spikey სინაფსების, ანუ ნეირონთაშორისო კავშირების, იმიტაციასაც ახდენს. ჩვეულებრივ კომპიუტერულ ჩიპში ყველა პროცესი ციფრულია, ანუ არსებობს ორი დასაშვები მნიშვნელობა – "1" и "0". მაიერის გუნდი კი იყენებს ანალოგურ კომპონენტებს წინაღობის სხვადასხვა დონით, ამიტომ შესაძლებელია ნეირონებს შორის ნაკლებად თუ მეტად ძლიერი კავშირების იმიტაცია – კონკრეტული სიტუაციის მიხედვით.
როგორც მაიერი ამბობს, „ანალოგური სქემები, რომლებიც ციფრული კომპიუტერების შემუშავების შემდეგ „დაიმარხა", ახლა უფრო მძლავრი აღმოჩნდა და ახალი გამოყენება ჰპოვა". მკვლევართა გუნდი Spikey-ის ცალკეულ ნეირონებს სხვადასხვაგვარად აკავშირებდა – თავის ტვინის სხვადასხვა სქემების იმიტაციის მიზნით. ნეირომორფულ ჩიპს ციფრულთან შედარებით გარკვეული უპირატესობები აქვს. მაგალითად, მასში მეხსიერება და გამოთვლა გამიჯნული არ არის, ვინაიდან ინფორმაცია ინახება მიმდინარე სიპაფსური კავშირების ძალის მნიშვნელობაში. ეს კი ნიშნავს, რომ მოწყობილობა შეძლებს უფრო სწრაფად მუშაობას და ნაკლებ ენერგიას მოიხმარს. გარდა ამისა, ის უკეთ უმკლავდება დაზიანებას. ნორმალური ჩიპის რამდენიმე ელემენტის მწობრიდან გამოსვლა მთლიანად აზიანებს ჩიპს. მაგრამ ნეირომორფული ჩიპი მუშაობას განაგრძობს, თუმცა შედარებით უფრო ნელა.
ამჟამად უკვე ექვსი ნეირონული ქსელია მზად. ერთ-ერთი მათგანი მწერის რეალურ ყნოსვით სისტემას შეესაბამება. ექსპერიმენტი აჩვენებს, რომ ხელოვნური ქსელი ისევე იქცევა, როგორც ნამდვილი.
Spikey პირველი ნეირომორფული ჩიპი არ არის, მაგრამ აქამდე მსგავსი მოწყობილობა იყო თავის ტვინის მხოლოდ ერთ კონკრეტული სქემის იმიტაცია, ხოლო Spikey-ს ნებისმიერის სქემის აღწარმოება შეუძლია.
მკვლევართა გუნდი იმედოვნებს, რომ შეძლებს კომპიუტერის ახალი არქიტექტურის შემუშავებას. ახლა პროექტი ფართოვდება და შემდეგ ჩიპში იქნება არა 400, არამედ 200 ათასი ნეირონი. გაისად , ან შესაძლოა ამ წელსვე, მას გამოიყენებენ უფრო რთული ექსპერიმენტის – ვირთაგვის თავის ტვინის ქერქის ნაწილის მოდელირებისათვის.
„ჩვენ სისტემაში შესაძლებელია ცალკეული ნეირონის მითითებაც კი", – განაცხადა ჩიპის შემქმნელმა, კარლ-ჰაინც მაიერმა გერმანიის ჰაიდელბერგის უნივერსიტეტიდან. ჩიპი სახელწოდებით Spikey შეიცავს 400 ნეირონს დაბეჭდილი სქემების სახით. ნამდვილი თავის ტვინის ნეირონს გარე მემბრანაზე ძაბვა აქვს – Spikey ამის იმიტაციასაც ახდენს, მაგრამ კონდენსატორების მეშვეობით. რეალური ნეირონის მსგავსად, კონდენსატორი „ნერვულ" სიგნალს გამოსცემს, როცა თუ ძაბვა გარკვეულ ზღურბლს აღწევს.
Spikey სინაფსების, ანუ ნეირონთაშორისო კავშირების, იმიტაციასაც ახდენს. ჩვეულებრივ კომპიუტერულ ჩიპში ყველა პროცესი ციფრულია, ანუ არსებობს ორი დასაშვები მნიშვნელობა – "1" и "0". მაიერის გუნდი კი იყენებს ანალოგურ კომპონენტებს წინაღობის სხვადასხვა დონით, ამიტომ შესაძლებელია ნეირონებს შორის ნაკლებად თუ მეტად ძლიერი კავშირების იმიტაცია – კონკრეტული სიტუაციის მიხედვით.
როგორც მაიერი ამბობს, „ანალოგური სქემები, რომლებიც ციფრული კომპიუტერების შემუშავების შემდეგ „დაიმარხა", ახლა უფრო მძლავრი აღმოჩნდა და ახალი გამოყენება ჰპოვა". მკვლევართა გუნდი Spikey-ის ცალკეულ ნეირონებს სხვადასხვაგვარად აკავშირებდა – თავის ტვინის სხვადასხვა სქემების იმიტაციის მიზნით. ნეირომორფულ ჩიპს ციფრულთან შედარებით გარკვეული უპირატესობები აქვს. მაგალითად, მასში მეხსიერება და გამოთვლა გამიჯნული არ არის, ვინაიდან ინფორმაცია ინახება მიმდინარე სიპაფსური კავშირების ძალის მნიშვნელობაში. ეს კი ნიშნავს, რომ მოწყობილობა შეძლებს უფრო სწრაფად მუშაობას და ნაკლებ ენერგიას მოიხმარს. გარდა ამისა, ის უკეთ უმკლავდება დაზიანებას. ნორმალური ჩიპის რამდენიმე ელემენტის მწობრიდან გამოსვლა მთლიანად აზიანებს ჩიპს. მაგრამ ნეირომორფული ჩიპი მუშაობას განაგრძობს, თუმცა შედარებით უფრო ნელა.
ამჟამად უკვე ექვსი ნეირონული ქსელია მზად. ერთ-ერთი მათგანი მწერის რეალურ ყნოსვით სისტემას შეესაბამება. ექსპერიმენტი აჩვენებს, რომ ხელოვნური ქსელი ისევე იქცევა, როგორც ნამდვილი.
Spikey პირველი ნეირომორფული ჩიპი არ არის, მაგრამ აქამდე მსგავსი მოწყობილობა იყო თავის ტვინის მხოლოდ ერთ კონკრეტული სქემის იმიტაცია, ხოლო Spikey-ს ნებისმიერის სქემის აღწარმოება შეუძლია.
მკვლევართა გუნდი იმედოვნებს, რომ შეძლებს კომპიუტერის ახალი არქიტექტურის შემუშავებას. ახლა პროექტი ფართოვდება და შემდეგ ჩიპში იქნება არა 400, არამედ 200 ათასი ნეირონი. გაისად , ან შესაძლოა ამ წელსვე, მას გამოიყენებენ უფრო რთული ექსპერიმენტის – ვირთაგვის თავის ტვინის ქერქის ნაწილის მოდელირებისათვის.
Комментариев нет:
Отправить комментарий