banner
Сен 30, 2017
11 Views
Комментарии к записи Микро чип внедряется в мозг и имитирует живую мозговую клетку! отключены

Микро чип внедряется в мозг и имитирует живую мозговую клетку!

Written by
banner

 

Человеческий мозг используется организмом человека для сравнения так, как функционирует стандартный компьютер. Но, честно говоря, современные компьютеры технологически не похожи на человеческие мозги. По крайней мере, пока что не похожи.

Это может измениться по мере того, как исследователи разработали вычислительную технологию, использующую свет, чтобы имитировать функциональность синапса нерва. Этим открывается путь для аппаратного обеспечения, которое сочетает в себе скорость современных процессоров с эффективностью мозговых мощностей.

Мозги и компьютеры — это обе системы, которые могут моделировать, манипулировать и хранить информацию. Поэтому они имеют так много общего, но в тоже время и много различного.

В то время как процессоры на компьютерах объединяют электрические импульсы с крошечными переключателями включения-выключения для выполнения функций, нейроны используют химические приливы для распределения импульсов по нескольким каналам, называемым синапсами.

синапс

Разница существенна, поскольку функционирование памяти и потребление энергии мозгом идут по своим законам — никакое оборудование не может приблизиться к эффективности и возможностям хранения человеческого мозга.

Волны электролитов и нейротрансмиттеров серого вещества не могут перебить скорость электронов, пробивающихся через логические ворота мышления человека.

Команда исследователей из университетов Оксфорда, Мюнстера и Эксетера отработала в своих работах то, что видит в качестве «святого грааля» вычислений, создав фотонную интегральную схему, которая действует как синапс.

Развитие компьютеров, которые больше походят на человеческий мозг, десятилетиями является как бы святым граалем для ученых — говорит старший научный сотрудник Хариш Бхаскаран из Оксфордского университета.

Через сеть нейронов и синапсов мозг может обрабатывать и хранить огромное количество информации одновременно, используя только несколько десятков ватт своей мощности. Обычные компьютеры не могут даже приблизиться к такого рода характеристикам.

микро чип

Чтобы получить технический и одновременно настольный компьютер основанный на архитектуре фон Неймана, названной в честь известного математика и физика Джона фон Неймана, нужно нужно еще немало знаний. К примеру, огромной проблемой является процессоры для обработки логики и памяти.

У нашего мозга нет процессора спереди и жесткого диска сзади. Нейроны, соединенные в ветвящейся сети, разделенные маленькими синаптическими мостами, являются как бы процессорами «все-в-одном» и соответственно устройствами хранения.

Чтобы нормально функционировать, каналы в мембране нерва открываются и закрываются, посылая цепь заряженных ионов, мчащихся внутрь и наружу в своеобразной волне низкого напряжения.

Они опосредованы другими химическими процессами на кончиках ветвей нерва. В зависимости от таких факторов, как сила или частота волны, скачки нейротрансмиттеров могут продолжать сообщение, перепрыгивая на другие нервы.

Этот небольшой скачок в конце нерва является концом нейронной обработки, выступающим в качестве своеобразным сотрудником по контролю за движением, который останавливает или ускоряет сигнал.

Описанные как синаптическая пластичность, изменения в этой контрольной точке могут объяснять, как мы изучаем и обрабатываем поступающую новую информацию, усиливая некоторые схемы, позволяя другим темам становиться второстепенными.

Так называемые нейроморфные вычисления стремятся воспроизвести этот способ комбинирования обработки и памяти в одной системе, еще более сближая биологию и искусственный интеллект.

Хитрость ученых заключалась в том, чтобы сделать процессор, который может делать то, что может сделать синапс.

Поскольку синапсы превосходят число нейронов в мозге примерно на 10 000 к 1, любой мозговой компьютер должен быть способен воспроизвести некоторую форму синаптической мимики. Вот это ученые и попытались сделать.

Искусственный синапс команды ученых основан на структурах, изготовленных из материала с фазовым изменением (PCM), который хранит и высвобождает значительные количества энергии, поскольку он изменяется от одного состояния к другому.

Световые волны направляются через материал и при этом оптические импульсы переключают PCM таким образом, что он имитирует пластичность синапса.

Хотя данные концепции не новы, такое открытие является первым случаем, когда подобный процесс был реализован на практике.

Электронные компьютеры относительно медленны, и чем быстрее их делают, тем больше энергии они потребляют — говорят исследователи. Обычные компьютеры довольно «тупые» без каких-либо встроенных возможностей обучения и параллельной обработки человеческого мозга.

Открытые учеными светоориентированные нейроморфные процессоры выглядят почти как идеальное сочетание человеческого ума и возможностей вычислительной машины.

Вопрос только в том, как долго теперь нужно ждать, чтобы обновить человеческий мозг?

Поделитесь с друзьями!
Article Categories:
Компьютеры
banner

Comments are closed.