تکنولوژِی با 40 سال پیش تفاوت‌های بسیاری کرده است. آن زمان کامپیوترها ماشین‌های غریبه‌ای بودند که در زیرزمین ساختمان‌های بزرگ نگهداری می‌شدند و تنها توسط افراد کشیش مانند که قابلیت صحبت به زبان ماشین را داشتند مورد استفاده قرار میگرفتند. این نسل از کامپیوترها اکثرا در زمینه محاسبات علمی و یا بخش پشتیبانی شرکت‌های بزرگ مورد استفاده قرار میگرفتند.
تا دهه 80 میلادی، تکنولوژی آنقدر پیشرفت کرده بود که می‌شد از کامپیوترهای ارزان قیمت برای مصارف شخصی استفاده کرد. از آن زمان به بعد کامپیوترها تنها در اتاق پشتیبانی نگهداری نمی‌شدند و کم کم بر روی میز کار منزل یا دفتر افراد ظاهر شدند تا برای نوشتن نامه‌ها، محاسبه مالیات و حتی بازی کردن مورد استفاده قرار بگیرند.
امروزه بشریت در حال ورود به مرحله سوم است که در آن کامپیوترها کاهش سایز بسیار بیشتری خواهند داشت و قادرند ما را در انجام کارهای روزانه مانند رانندگی تا منزل یکی از دوستان یا برنامه‌یزی یک سفر تفریحی همراهی و کمک کنند. انجام این وظایف خیلی متفاوت هستند چون برای انجام انها به کامپیوتر با قابلیت شناسایی الگوها نیاز است. برای افزایش سرعت پیشرفت در این دوره، شرکت IBM یک چیپ جدید بر اساس مدل مغز انسان با نام TrueNorth تولید کرده است.
طراحی بی‌نظیر مغز انسان
مغز بشر به آرامی کار می‌کند، با سرعتی حدود 200 مایل بر ساعت که در مقایسه با سرعت محاسباتی چیپ‌های کامپیوتری که برابر با سرعت نور است، بسیار کم و غیرقابل مقایسه به نظر می‌رسد. با این وجود، کارهایی که ابررایانه‌ها با مشقت و سختی بسیار زیاد انجام می‌دهند، کودکان خردسال آن را به راحتی هرچه تمام‌تر انجام می‌دهند، مانند شناسایی چهره و یا گرفتن یک توپ.
دلیل این اتفاق این است که مغز انسان از لحاظ تکنولوژیکی به شدت موازی پردازش می‌کند. هرکدام از چند میلیارد نورون مغز انسان قادرند به طور جداگانه با یکی دیگر از نورون‌ها ارتباط مستقیم برقرار کند. همینطور که تجربه‌ی بیشتری کسب می‌کنیم، سیناپس‌های مغزمان گسترش یافته و قدرت بیشتری به دست می‌آورند که مغز را جهت دسته بندی اطلاعات گوناگون در بخش‌های مرتبط و ارائه پاسخ موثر و منطقی‌تر به آنها همراهی می‌کنند.
این مراحل یادگیری نام دارند و حقیقتی خارق‌العاده محسوب می‌شود. برای درک بهتر آن، Dharmendra Modha دانشمند محقق شرکت IBM شبیه‌سازی مغز انسان توسط ابرکامپیوترها را انجام داد. یافته‌های او بسیار تکان‌دهنده بود.
حتی با استفاده از 1.5 میلیون پردازشگر و 8 مگاوات برق که برای روشنایی 4هزار خانوار کافی است، سرعت ابر کامپوتر 1500 بار از سرعت مغز انسان کمتر بود. Modha با انجام چند عملیات سریع، تخمین می‌زند که مغز انسان حدود 1 میلیارد بار از کامپیوترهای امروزی موثرتر عمل می‌کند.
او به این نتیجه رسید که اگر کمی از تفاوت بین کارایی کامپیوترها و کارایی مغز انسان را کاهش دهد، می‌تواند محصولی انقلابی تولید کند. بنابراین، او شروع به طراحی یک نوع چیپ با قابلیت‌های کاملا متفاوت نسبت به چیپ‌هایی که تا حالا دیده‌ایم، کرد. دستگاهی با قابلیت محاسبه با سرعت نوراما با طراحی برگرفته از مغز انسان.
تحولی شگرف در طراحی چیپ‌ها
نمودار شبکه‌ای مغز macaque که Modha برای طراحی چیپ نورومورفیک از آن استفاده کرد.
این دانشمند با استفاده از یافته‌های خود، مدل طراحی شده خود را به شکل یک هسته‌ی شامل 256 نورون و 65هزار سیناپس ساخت. اما تنها طراحی و ساخت این چیپ متفاوت نبود. چیپ‌های مرسوم همگی از ترانزیستورهای کوچکی ساخته شده‌اند که هرکدام به مانند سوییچ‌های تولیدکننده 0 و 1 عمل می‌کنند. این ترانزیستورها به نوبت در مدار منطقی Boolean جایگذاری می‌شوند و دستورات Not، OR ، AND را اجرا می‌کنند. این کلمات دستور زبان کامپیوترها برای درک دنیای اطراف محسوب می‌شوند.
اما چیپ TrueNorth ساخته‌شده توسط Modha به شکل کاملا متفاوتی عمل می‌کند. در این مدل هر یک از نورون‌ها زمانی که سیگنال‌های دریافتی آن به حد خاصی می‌رسد، روشن می‌شود و سپس سیگنال‌ها را به یک نورون دیگر ارسال می‌کند و تمامی سیگنال‌های متفاوت را با فاصله کم و به صورت یکپارچه در کنار هم جمع می‌کند. این ویژگی باعث کاهش مصرف برق شده و به چیپ‌ها امکان انجام وظایف به شکل کاملا هماهنگ با دیگر را می‌دهد.
عصر جدید محاسبات
چیپ‌های نورومورفیک(TrueNorth) سه مشخصه اصلی دارند که انها را به بخشی مهم از عصر جدید محاسبات کامپیوتری تبدیل می‌کند. اول، معماری به کار رفته در انها که این چیپ‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای تشخیص الگوها از جمله تشخیص صدا و چهره، عکسبرداریهای پزشکی و در ک الگوی دیتاها که از طریق آن سیستم‌ها بتوانند مدارک جعلی یا فعالیت‌های مجرمین در شبکه‌ها را تشخیص دهند، تبدیل خواهد کرد.
دوم اینکه این چیپ‌ها قابلیت تولید در سایزهای مختلف را دارند و می‌توان آنها را به صورت تک هسته‌ای یا در تعداد بالا تولید کرد. بنابراین، هسته‌ی نورومورفیک که تنها کمی از تار موی انسان پهن‌تر است، قابل بکارگیری در سنسورها جهت پردازش دیتا در داخل منبع دریافت اطلاعات است. Modha می‌گوید:” با این کار دیگر نیازی به انتقال دیتاها جهت انجام محاسبات بر روی آنها نخواهد بود و محاسبات در داخل دستگاه انجام می‌گیرد.”
اخیرا نیز شرکت IBM یک سری 16 تایی از این چیپ‌ها را در لابراتوار ملی Lawrence Livermore نصب کرده است که شامل 16میلیون نورون و 5 میلیارد سیناپس می‌شود و به منظور انجام شبیه‌سازی‌های پیشرفته و برنامه‌های یادگیری ماشینی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سری چیپ‌ها که از جعبه‌ی کفش کوچک‌تر هستند، می‌توانند جایگزین ابرکامپوترهای با قابلیت مشابه شوند.
در کل، چیپ‌های نورومورفیک هزاران بار از چیپ‌های معمول، موثرتر هستند و تنها بخش خیلی کوچکی از برق مورد نیاز چیپ‌های امروزی را مصرف می‌کنند. بنابراین ربات‌ها می‌توانند با ذخایر باتری کوچک‌تر انجام وظیفه کنند و اسمارت‌فون‌هایمان نیز قادر خواهند بود وظایفی مانند تشخیص صدا و مسیریابی را بدون اتلاف باتری برایمان انجام دهند.
مسیری برای تحول
همانطور که در گذشته گفته‌ایم، نوآوری هیچگاه یک رخداد لحظه‌ای نبوده و همواره نیازمند کشف و بینش درونی، مهندسی راهکار‌ها و تحول صنعت می‌شود. واضح است که Modha مرحله اول و دوم را با موفقیت پشت سر گذاشته اما مرحله آخر ممکن است ده‌ها سال طول بکشد. از نظر مردم تکنولوژی تا زمانی که در اختیار لوله‌کش‌ها و مغازه داران قرار نگیرد، تکنولوژی محسوب نمی‌شود.
به همین دلیل Modha و شرکت IBM این چیپ‌های انقلابی خود را در اختیار محققان قرار داده‌اند تا از آنها در برنامه‌های اجرایی جدید خود استفاده کنند. در حال حاضر 100 نمونه از این چیپ‌ها در موسسات آکادمیک و دولتی در حال استفاده هستند و در آینده نیز به تعداد انها افزوده خواهد شد. در حال حاضر شرکت IBM برای افزایش درک افراد از کارایی این چیپ‌ها، کلاس‌های عملی را برای مهندسان برگزار می‌کند.
در سال‌های آینده IBM با مشتریانی از جمله شرکت‌های فعال در بخش تحلیل داده‌ها همکاری‌هایی خواهد داشت تا از این طریق برنامه‌های مختص چیپ TrueNorth بیشتری تولید کند. شرکت با گسترش شبکه‌ی مشتریان خود می‌تواند نسل جدیدی از محصولات علی‌الخصوص در بخش رباتیک، عکسبرداریهای پزشکی و خودروهای تمام اتوماتیک تولید کند.
برای بقیه افراد جامعه، چیپ‌های نورومورفیک خیلی ملموس نخواهند بود و تنها عده‌ی کمی از افراد عادی فرصت مشاهده و توانایی شناسایی این چیپ‌ها را خواهند داشت. اما تغییر در نحوه تعامل افراد با تکنولوژی برای همه مردم ملموس خواهد بود. در ضمن نحوه تفکر کامپیوترها نیز با شباهت بیشتری به انسان‌ها همراه خواهد بود و البته در انجام موثرتر وظایف و همکاری با دیگر دستگاه‌ها، ما را بیشتر از قبل همراهی خواهند کرد.
منبع: innovationexcellence
منبع : آی تی ایران
خاک تو سر اینستا با اون همه پزش هنوز از تلگرام واتساپ عقب تره با اون همه مشکلش