Nul
Voor al hun vleselijke tekortkomingen, de menselijke hersenen zijn, naar het model van de computer ingenieurs hebben altijd geprobeerd om te emuleren: enorme rekenkracht die zowel verrassend energie-efficiënt, en verkrijgbaar in een kleine vorm-factor. Maar eind vorig jaar, in een ongunstig voormalige metaal werkt in Manchester, een machine werd het dichtste ding aan een kunstmatig menselijk brein is er.
De één miljoen core SpiNNaker-kort voor Spiking Neural Network Architecture — is het resultaat van tientallen jaren van werken en miljoenen ponden van de investeringen. Het resultaat: een massaal parallelle supercomputer ontworpen om na te bootsen de werking van de menselijke hersenen, die het hopelijk zal geven neurowetenschappers een nieuw begrip van hoe de geest werkt en nieuwe mogelijkheden van het medisch onderzoek.
De genesis van het project ligt in de late jaren 1990, met het werk van Steve Furber, nu professor in computer engineering aan de Universiteit van Manchester.
“Ik begon me af te vragen waarom, met processoren met zo veel sneller, er waren dingen die ze vinden het moeilijk om te doen die, zoals de mens, vinden we relatief eenvoudig,” zegt Furber. Hij begon met het verkennen van associatieve herinneringen en, in een poging om het oplossen van hun problemen met onjuiste ingangen, richtte zijn aandacht in de richting van neurale netwerken.
In 2005, de SpiNNaker project kreeg subsidie, en Furber de engineering groep nam biologische hersenen als hun computermodellen. SpiNNaker bevindt zich nu in de Universiteit van Manchester Kilburn gebouw, dat vroeger gebruikt werd om het huis te mainframes in de late jaren 1960 en 1970.
Historisch gezien is de moeilijkheid in het maken van computers kunnen nabootsen van de hersenen komt grotendeels neer op connectiviteit. Neuronen — de zenuwvezels die reizen door het hele lichaam en voor een groot deel eindigt in de hersenen — allemaal hebben duizenden ingangen en duizenden uitgangen. Computing systemen worstelen met iets dat op een vergelijkbare schaal. “Het was duidelijk dat het grote probleem in het bouwen van computationele modellen van biologische neurale netwerken wordt steeds ergens in de buurt naar de mate van connectiviteit u vinden in de biologie, en de Furber zegt.
Om te bouwen aan een systeem dat meer lijkt op het menselijk brein, de onderzoek groep creëerde een roman spiking neural network system-on-a-chip. Spiking neural netwerk architecturen nemen van de initiatieven van de manier waarop neuronen werken in de hersenen: in bestelling doorgeven van een signaal van de ene zenuwcel naar de andere, de spanning van het membraan veranderen, en wat bekend staat als een actie potentiaal heeft gegenereerd. De actie potentiaal is vertaald als de pieken in een spiking neural network.
Door het gebruik van deze architectuur, het team zeggen dat SpiNNaker breekt de regels, gevolgd door de traditionele supercomputers omdat de nodes communiceren met behulp van deze eenvoudige berichten — pieken, die zijn inherent onbetrouwbaar is. “Deze breuk met het determinisme biedt nieuwe uitdagingen, maar ook de mogelijkheid om te ontdekken krachtige nieuwe principes van massaal parallelle berekening, de” het team zegt.
Na het bereiken van de helft van een miljoen kernen in 2016 als onderdeel van het EU-Human Brain Project, SpiNNAker onlangs bereikte een miljoen, waardoor het uitvoeren van twee miljard handelingen per seconde en het model van de werking van 200 miljoen neuronen in real-time.
“SpiNNaker is extreem flexibel-alle modellen maken wij gebruik van neuronen en synapsen zijn kleine stukjes software. Als u zich in hardware, zouden ze worden kleiner en efficiënter, maar de reden waarom we maken gebruik van software is er geen echte overeenstemming te komen wat het juiste model is en verschillende hersengebieden hebben waarschijnlijk verschillende modellen en software geeft ons de flexibiliteit,” zegt Furber.
ZIE: het implementeren van AI en machine learning (ZDNet speciale rapport) | Download het rapport als PDF (TechRepublic)
Spiking neural networks zijn geïnspireerd door de hersenen, het is ook te hopen dat zij kunnen op hun beurt werpen meer licht op het orgel ze gemodelleerd op. Dat komt omdat de neurale net spikes de manier waarop real neuronen doen en stuurt de gegevens op dezelfde manier.
Bijvoorbeeld, de SpiNNAker systeem is al gebruikt voor het model van de basale ganglia, een verzameling van structuren in de hersenen, dat helpt bij het bewegingspatroon selectie — wanneer je besluit om te voet naar een stoel en dan gaan zitten, het is de basale ganglia die het looppatroon van uw benen, start het werkt, stop het wanneer je de stoel en stuur het zitten patroon aan de onderzijde van uw lichaam. Het is te hopen dat door het modelleren van de basale ganglia, neurowetenschappers krijgt meer inzicht in wat ze doen en hoe ze het doen.
En dat is niet alles: een grotere ambitie is dat SpiNNaker kan worden gebruikt voor het begrijpen van de cortex — de buitenste laag van de hersenen dat een belangrijke rol in hogere functies zoals spraak-en besluitvorming. Het wordt gebruikt om een model op de corticale microcolumn, groepen van neuronen die worden uitgevoerd door de cortex.
“Als we kijken naar de spike tarieven, ze zijn over het recht. De volgende uitdaging is om te proberen en testen van enkele theorieën over de functie van de microcolumn, omdat die functie niet bekend is… we weten niet hoe dat werkt,” Furber zegt.
Verder, het kan zelfs worden gebruikt voor het voorspellen van de effecten van medicatie op het menselijk zenuwstelsel, en steun de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen. Echter, er zijn een paar grote horden van de wetenschappelijke gemeenschap als geheel zijn verdwenen voordat dat kan gebeuren: er moet een beter begrip van hoe drugs van invloed zijn op de complexe mix van eiwitten die de 10 14 synapsen van de hersenen. Zodra dat bekend is, is het misschien mogelijk om te berekenen hoe drugs zal invloed hebben op de synaps en dan uiteindelijk het bouwen van een systeem model op SpiNNaker om te zien hoe die effecten kunnen veranderen van gedrag.
SpiNNaker kon ook van dienst zijn in de robotica-industrie — of de robots zijn reëel of virtueel. Het Human Brain Project, die SpiNNaker is nu deel van uitmaakt, is het ontwikkelen van een virtuele robotica omgeving die de Universiteit van Manchester is het installeren op de servers.
Dat betekent dat gebruikers van over de hele wereld kunnen een robot model en close-het paar naar hun stekelige netwerk hersenen model in SpiNNaker, zegt Furber, waardoor ze observeren het gedrag en de controle op afstand over het internet.
SpiNNaker is een goed doel voor onderzoekers op het gebied van robotica, die behoefte hebben aan mobiele low-power-berekening. Een kleine SpiNNaker raad van bestuur maakt het mogelijk om de simulatie van een netwerk van tienduizenden van spiking neuronen, proces sensorische input en het genereren van motorvermogen, alles in real time en in een low-power systeem.
ZIE: Sensor zou enterprise: IoT, ML, en big data (ZDNet speciale rapport) | Download het rapport als PDF (TechRepublic)
Loopt op een hoge capaciteit, het energieverbruik kan piek op 100KW, maar normaal gesproken, het is meer in de regio 1-2KW.
“De macht is vrijwel evenredig met de hoeveelheid werk, en eigenlijk met een neurale netwerken modellen, je bent erg hard ingedrukt om ergens in de buurt van de maximale kracht op welke subset van de machine die u gebruikt. We kunnen uitvoeren van meerdere taken tegelijk; dat doen we niet door timesharing individuele boards, maar door fysiek partitioneren machines, zodat, wanneer één taak vereist 6 planken hier en men moet 12 platen er is, kunnen we deze samen en eigenlijk hebben we het uitschakelen van de communicatie rond de randen van de toegewezen regio, dus er is geen risico van interferentie,” zegt Furber.
En voor de mensen die zorgen dat de SpiNNaker in de hersenen-zoals computing kan zich ontwikkelen tot een levende computer, is er waarschijnlijk niet al te veel te vrezen, althans nog niet.
SpiNNaker beslaat 11 19-inch rack kasten, het maken van een machine die ongeveer 5m lang, 2m hoog en 1m diep. Op dit moment modellen één procent van de menselijke hersenen, dus een SpiNNaker systeem dat een robot menselijk niveau van cognitie zou iets van een technisch wonder.
De SpiNNaker team kijkt al naar de toekomst en, in samenwerking met de TU Dresden, wordt al gewerkt aan een tweede generatie van de chip die moet zorgen 10 keer de functionele dichtheid, maar het is nog niet genoeg zal zijn om een robot met menselijk denken bevoegdheden.
“Er is geen zin waarin dit is een technologie die zal leiden tot de science fiction-lopen, praten, intelligente robot”, zegt Furber, “want ze had behoefte aan een hoofd van de grootte van een hangar en een kerncentrale die eraan verbonden zijn.”
VORIGE EN AANVERWANTE DEKKING
ANZ bank unpicking neurale netwerken, in een poging om te voorkomen dat de gevaren van diep leren
In plaats van duwen een succesvolle proof-of-concept in productie, ANZ bank heeft een aantal van de health check van het werk door de eerste.
Nvidia wil uitvoeren neurale netwerken sneller, efficiënter
Als data wordt groter en modellen groter groeien, diep leren is weer “volledig omheind door de hardware.” Op de VLSI Symposia, Nvidia suggereerde een aantal manieren om dit probleem te verhelpen.
Wolfram Research gaat voor Software 2.0, releases neurale net archief
Wolfram, die is in AI voordat het koud was, krijgt nu een stuk van de diepe leren hype, in de sui generis manier. Waar staat het ten opzichte van de concurrentie, en hoe gemakkelijk is het te gebruiken en te integreren Wolfram met de rest van de wereld?
Symantec ontwikkelt neurale netwerk te dwarsbomen cyberaanval-geïnduceerde black-outs
Het bedrijf lanceert een apparaat waarmee u kunt scannen op malware op USB-apparaten te blokkeren van aanvallen op IoT en operationele technologie omgevingen.
Wetenschappers slechts een nog onbekende deel van de menselijke hersenen (CNET)
Een brein cartograaf suggereert de cluster van cellen wordt weergegeven uniek voor de mens en kunnen verantwoordelijk zijn voor de fijne motoriek.
Symantec ontwikkelt neurale netwerk te dwarsbomen cyberaanval-geïnduceerde black-outs (TechRepublic)
Het bedrijf lanceert een apparaat waarmee u kunt scannen op malware op USB-apparaten te blokkeren van aanvallen op IoT en operationele technologie omgevingen.
Verwante Onderwerpen:
EU
0