Компания IBM объявила о начале работы над компьютером, работающим по приниципу человеческого мозга. Ученые IBM и их университетские партнеры сделали следующий шаг в понимании сложных систем соединений в мозге человека с целью создания компьютера будущего.

Этот компьютер должен моделировать и подражать возможностям мозга: чувствовать, ощущать, действовать, взаимодействовать и познавать, обладая столь же важными достоинствами мозга, как малая потребляемая энергия и небольшой размер.

В этом исключительном начинании Исследовательский департамент IBM партнерствует с пятью ведущими университетами страны. Каждый из партнеров играет ведущую роль в одном из направлений разработки сверх-компьютера. Для участия в проекте IBM объединяет ведущих психологов, нейробиологов и специалистов в области компьютерных технологий.

Исследование финансируется из государственного бюджета США. На первый этап работы Управление научных исследований Пентагона DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) выделило 4,9 млн. долларов.

Взрывообразный рост потоков цифровой информации, который мы наблюдаем с середины девяностых, не снижается. В соответствии с данными аналитической фирмы IDC (http://www.idc.com/), объем цифровой информации увеличивается с поразительной скоростью – 60% каждый год, давая бизнесу доступ к новым и удивительным источникам информации. Однако, при отсутствии возможности мониторинга, анализа и реакции на эту информацию в реальном масштабе времени большая часть такой информации и, соответсвенно, ее ценность может быть утеряна. Решения и действия могут быть запоздалыми, поскольку информация не получена и не проанализирована. Мыслящие компьютерные системы могут интегрировать и анализировать огромные массивы информации от многих источников одновременно и невероятно быстро, давая возможность персональному пользователю или бизнесу принимать вовремя быстрые решения, которые будут иметь влияние и воздействие на события.

Компьютер должен моделировать и подражать возможностям мозга: чувствовать, ощущать, действовать, взаимодействовать и познавать

Можно привести примеры подобных задач. Банкир должен принимать решения, на которые постоянно меняющаяся с головокружительной быстротой информация оставляет ему доли секунды. В другой задаче – в условиях непрерывного мониторинга мировых запасов воды, огромная сеть датчиков и исполнительных механизмов непрерывно записывает и поставляет измерения температуры, давления, высоты волн, акустические данные и данные об океанских приливах. В любом из этих случаев осмысленно воспринять и проанализировать поступающую информацию – для одного человека, да даже и для ста операторов будет просто-таки геркулесовой задачей. Мыслящий (когнитивный) компьютер, действующий как «глобальный мозг», может быстро и точно выделить из информационных потоков и сопоставить различные составляющие,необходимые для принятия людьми правильных и быстрых решений.

«Человеческое сознание обладает уникальной способностью анализировать информацию, полученную через разные органы чувств, даже если эти данные противоречат друг другу», – говорит руководитель исследования д-р Дармендра Модха (Dr. Dharmendra Modha). «Мозг способен с легкостью создавать новые категории времени и пространства и интегрировать в них информацию, полученную сенсорно, – продолжает ученый. – На сегодняшний день ни одна из существующих компьютерных технологий даже не приблизилась к удивительным способностям этого органа».

Новая технология может быть использована при крупномасштабном анализе данных, опознании изображений и объектов и даже независимом принятии решений. «Основная идея когнитивной компьютерной технологии состоит в том, чтобы воссоздав структуру, динамику, функции и реакции человеческого мозга, сконструировать аппарат, действующий по тем же принципам», – говорит д-р Модха.

Специалисты IBM и пяти ведущих университетов США (Stanford University, University of Wisconsin-Madison, Cornell University, Columbia University Medical Center, University of California- Merced) поставили перед собой задачу объединить знания по биологии с компьютерным воспроизведением работы нейронов. В результате они надеются разработать систему, по сложности сравнимую с мозгом кошки.

Цель ученых – система уровня мозга кошки

Как утверждают ученые, нейрология накопила достаточно информации о работе нейронов и межнейронных соединениях – синапсах.

В то же время разработки в области компьютерных технологий уже позволяют симулировать деятельность мозга небольшого млекопитающего. В прошлом году профессор Модха руководил работой по имитации мозга мыши. Для этого потребовалось 55 млн. искусственных нейронов и полтриллиона межнейронных синапсов. Подобные эксперименты стали возможны совсем недавно. Только сейчас ученым удалось достигнуть плотности нейронного материала, сопоставимой с мозгом животного – 10 млрд. нейронов на квадратный сантиметр. Из существующих технологий заслуживает внимания компьютерный код, воспроизводящий межнейронные связи. Благодаря ему компьютер можно запрограммировать «обучиться» определенной функции или действию.

По словам профессора Модхи, его исследование использует совершенно иной подход. «Проблема кода межнейронных связей и искусственного интеллекта в целом состоит в том, что ее создатели отталкивались от ограниченного круга задач», – говорит он. – Мы же сначала разрабатываем универсальный алгоритм, что в разы расширит круг возможностей компьютера-мозга".

Синапсы, или межнейронные связи нейронов мозга, создаются, распадаются, укрепляются или ослабевают в зависимости от деятельности мозга. Одна из главных трудностей исследования – разработка материала, который сможет воссоздать эту особенность мозга. Если эта проблема будет решена, то в отличие от существующей технологии, позволяющей лишь запрограммировать искусственный мозг на решение той или иной задачи, компьютер сможет на основании накопленных знаний, памяти и «опыта» анализировать данные – то, что мы называем способностью думать.

Главная задача – воспроизведение межнейронных синапсов

Недавно эта компьютерная группа IBM продемонстрировала модель когнитивного компьютера, почти в реальном масштабе времени «имитирующего» мозг небольшого млекопитающего, используя когнитивные компьютерные алгоритмы. Модель была создана на мощном суперкомпьютере IBM BlueGene.

Евгений Биргер