Tidigare i veckan skrev vi om att forskare lyckats simulera en sekunds hjärnaktivitet med en superdator. Inte helt orelaterat utannonserar IBM nu att de arbetar på en hel plattform med hårdvara och mjukvara, utvecklat från grunden med hjärnan som utgångspunkt.
Många anser att hjärnan är nästa stora steg för mänsklighetens förståelse av biologiska system. Vi har fortfarande mycket att lära om alla komplicerade mekanismer vi hittar i naturen, men ingen av dessa mekanismer är så vitt vi vet lika avancerad som hjärnan eller för den delen lika ytligt förstådd. Nu när vi har årtionden av datorvetenskap i ryggen läggs ägnas en stor del forskning åt knäcka gåtan om vad som ger upphov till det mänskliga psyket.
En tiondel av en neuronerna i en mänsklig hjärnbark, slumpvis arrangerade, kunde simuleras i superdatorn Fujitsu K med nästan 90 000 processorer. Då kördes dock simuleringen i mjukvara, så frågan många ställer sig är vad vi kan åstadkomma med en processor som är byggd i grunden för uppgiften.
Skräddarsytt kisel eller mjukvarusimulering
IBMs nya projekt har ett mål som inte är helt olikt just detta. Det sker i samband med forskningsprogrammet SYNAPSE, ett projekt under den amerikanska försvarsmakten som siktar på att konstruera kretsar modellerade efter neurologiska system där bland annat IBM redan är inblandade.
Nästa steg för IBM är att ta fram en mjukvaruplattform anpassad för en hjärn-inspirerad processorarkitektur, och det arbetet har lett till flera minst sagt intressanta avvikningar från traditionell arkitektur och programmering men även många gemensamma drag.
“Architectures and programs are closely intertwined and a new architecture necessitates a new programming paradigm. We are working to create a FORTRAN for synaptic computing chips. While complementing today’s computers, this will bring forth a fundamentally new technological capability in terms of programming and applying emerging learning systems.”
– Dr. Dharmendra S. Modha, IBM Research
Bland annat kan program byggas och beskrivas med så kallade Corelets som trubbigt kan jämföras med stycken av färdig kod i traditionella programmeringsspråk. Corelets består dock snarare av ritningar av simulerade hjärnceller, arrangerade för att utföra specifika funktioner. De är anpassade för att vara förhållandevis enkla för programmerare att använda, och en programmerare ser dem ungefär som en fördefinierad funktion – de vet vilken typ av information som matas in, och vilken typ av information som matas ut, och behöver inte förstå exakt hur neuronerna är arrangerade för att slutföra uppgiften.
På så sätt hoppas IBM göra tekniken tillgänglig för fler än bara forskare och ingenjörer, och programmeringen bör även gå att implementera på traditionella kretsar, om än med lite mer arbete. På samma sätt som traditionella programmeringsspråk erbjuder bibliotek av färdig kod kan flera Corelets kombineras i bibliotek.
Som grund för utvecklingen av mjukvara till traditionella kretsar visar företaget även en simulator, anpassad för flertrådade processorer, som kan simulera neuroner. En superdator gör detta effektivast med sina ofta tusentals trådar, men det öppnar en dörr för att utföra enklare uppgifter även på mindre kostsam hårdvara.
Konceptprodukter som “tänker”
I en video presenterar man flera konceptmodeller på teknologi som skulle kunna dra nytta av plattformen. Bland annat visar man upp ett koncept för glasögon för kraftigt synskadade som med hjälp av frontmonterade kameror processerar video över den här typen av kretsar och programmering, som sedan kan känna igen möbler eller andra hinder i ett rum och beskriva området för användaren via ljud.
Ett annat koncept är “conversation flower”, som med hjälp av flera mikrofoner och kameror kan lyssna på en konversation mellan flera personer, känna igen individuella röster från deltagarna och rent av känna av om en konversation börjar bli repetitiv och tråkig, och signalera detta genom att öppna och sluta sina “blad”.
Det rör sig fortfarande helt och hållet om konceptprodukter, men som inte är otänkbara inom en relativt snar framtid med den typen av arkitektur och programmering som IBM föreslår. När vi kan tänkas se någonting sådant i en konsumentprodukt är oklart och beror på flera faktorer, bland annat hur lätta SYNAPSE-kretsarna är att tillverka, hur resurskrävande simuleringen på övriga kretsar är och hur tidskrävande programmeringen blir i slutändan.
Oavsett när vi kan låta en robotblomma bedöma huruvida våra konversationer blir ointressanta eller ej är det ett imponerande exempel på teknik som använder biologiska system som utgångspunkt för att tänka utanför lådan.
