Ο πρώτος παγκόσμιος υπερυπολογιστής που αντιγράφει τον ανθρώπινο εγκέφαλο κατασκευάζεται στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ

Ο πρώτος υπερυπολογιστής στον κόσμο ικανός να προσομοιώνει δίκτυα στην κλίμακα του ανθρώπινου εγκεφάλου ανακοινώθηκε από ερευνητές στο Διεθνές Κέντρο Νευρομορφικών Συστημάτων< a i=2> (ICNS) στο Western Sydney University.

Το DeepSouth χρησιμοποιεί ένα νευρομορφικό σύστημα που μιμείται τις βιολογικές διεργασίες, χρησιμοποιώντας υλικό για να μιμηθεί μεγάλα δίκτυα ακρωτηριασμένων νευρώνων με 228 τρισεκατομμύρια συναπτικές λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο – συναγωνιζόμενος τον εκτιμώμενο ρυθμό λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Ο Διευθυντής του ICNS, καθηγητής André van Schaik λέει ότι το DeepSouth ξεχωρίζει από άλλους υπερυπολογιστές καθώς έχει κατασκευαστεί ειδικά για να λειτουργεί με δίκτυα νευρώνων, που απαιτούν λιγότερη ισχύ και επιτρέπουν μεγαλύτερη απόδοση. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τους υπερυπολογιστές που έχουν βελτιστοποιηθεί για πιο παραδοσιακά υπολογιστικά φορτία και απαιτούν περισσότερη ενέργεια.

«Η πρόοδος στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι εγκέφαλοι υπολογίζουν χρησιμοποιώντας τους νευρώνες παρεμποδίζεται από την αδυναμία μας να προσομοιώσουμε δίκτυα που μοιάζουν με τον εγκέφαλο. Η προσομοίωση κορυφαίων νευρωνικών δικτύων σε τυπικούς υπολογιστές με χρήση Μονάδων Επεξεργασίας Γραφικών (GPU) και πολυπύρηνων Κεντρικών Μονάδων Επεξεργασίας (CPU) είναι πολύ αργή και απαιτεί μεγάλη ένταση ενέργειας. Το σύστημά μας θα το αλλάξει αυτό», είπε ο καθηγητής van Schaik.

«Αυτή η πλατφόρμα θα βελτιώσει την κατανόησή μας για τον εγκέφαλο και θα αναπτύξει εφαρμογές υπολογιστών σε κλίμακα εγκεφάλου σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένων των εφαρμογών ανίχνευσης, βιοϊατρικής, ρομποτικής διαστήματος και μεγάλης κλίμακας εφαρμογών τεχνητής νοημοσύνης».

Ο καθηγητής van Schaik εξήγησε ότι πρακτικά αυτό θα οδηγήσει σε προόδους των έξυπνων συσκευών, όπως κινητά τηλέφωνα, αισθητήρες για την κατασκευή και τη γεωργία, και λιγότερο απαιτητικές και πιο έξυπνες εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης. Θα επιτρέψει επίσης την καλύτερη κατανόηση του πώς λειτουργεί ένας υγιής ή άρρωστος ανθρώπινος εγκέφαλος.

Η ομάδα ICNS του Πανεπιστημίου του Δυτικού Σίδνεϊ συνεργάστηκε με εταίρους σε όλο το νευρομορφικό πεδίο για την ανάπτυξη αυτού του πρωτοποριακού έργου, με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ, το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης και το Πανεπιστήμιο του Άαχεν στη Γερμανία.

Ο υπερυπολογιστής ονομάζεται DeepSouth, αποτίοντας φόρο τιμής στο σύστημα TrueNorth της IBM, το οποίο ξεκίνησε προσπάθειες για την κατασκευή μηχανών που προσομοιώνουν μεγάλα δίκτυα των spiking νευρώνων και το Deep Blue, που ήταν ο πρώτος υπολογιστής που έγινε παγκόσμιος πρωταθλητής στο σκάκι. Το όνομα είναι επίσης ένα νεύμα για τη γεωγραφική του θέση.

Το DeepSouth θα εδρεύει στο Western Sydney University και συμβάλλει καθοριστικά στην ανάπτυξη της περιοχής ως κόμβου υψηλής τεχνολογίας.

Το DeepSouth στοχεύει να είναι λειτουργικό έως τον Απρίλιο του 2024.

Βασικές λειτουργίες του DeepSouth:

• Υπερταχεία, μεγάλης κλίμακας παράλληλη επεξεργασία με πολύ λιγότερη ισχύ:  Ο εγκέφαλός μας είναι σε θέση να επεξεργαστεί το ισοδύναμο ενός exaflop — δισεκατομμύρια δισεκατομμύριων (1 ακολουθούμενο από 18 μηδενικά) μαθηματικές πράξεις ανά δευτερόλεπτο — με μόλις 20 watt. Χρησιμοποιώντας νευρομορφική μηχανική που προσομοιώνει τον τρόπο λειτουργίας του εγκεφάλου μας, το DeepSouth μπορεί να επεξεργαστεί τεράστιες ποσότητες δεδομένων, χρησιμοποιώντας πολύ λιγότερη ενέργεια, ενώ είναι πολύ μικρότερος από άλλους υπερυπολογιστές.

• Επεκτασιμότητα: Το σύστημα είναι επίσης επεκτάσιμο, επιτρέποντας την προσθήκη περισσότερου υλικού για τη δημιουργία ενός μεγαλύτερου συστήματος ή τη μείωση της κλιμάκωσης για μικρότερες φορητές ή πιο οικονομικές εφαρμογές.

• Δυνατότητα επαναδιαμόρφωσης: Η μόχλευση των προγραμματιζόμενων συστοιχιών πύλης πεδίου (FPGA) διευκολύνει τον επαναπρογραμματισμό υλικού, επιτρέποντας την προσθήκη νέων μοντέλων νευρώνων, σχημάτων συνδεσιμότητας και κανόνων εκμάθησης—ξεπερνώντας τους περιορισμούς που εμφανίζονται σε άλλα νευρομορφικά συστήματα υπολογιστών με προσαρμοσμένο υλικό. θα είναι απομακρυσμένο με μια διεπαφή που επιτρέπει την περιγραφή των νευρωνικών μοντέλων και το σχεδιασμό των νευρωνικών δικτύων στη δημοφιλή γλώσσα προγραμματισμού Python. Η ανάπτυξη αυτής της διεπαφής επιτρέπει στους ερευνητές να χρησιμοποιούν την πλατφόρμα χωρίς να χρειάζονται λεπτομερή γνώση της διαμόρφωσης υλικού.

• Εμπορική Διαθεσιμότητα: Η αξιοποίηση του εμπορικά διαθέσιμου υλικού εξασφαλίζει συνεχείς βελτιώσεις, ανεξάρτητα από την ομάδα που σχεδιάζει τον υπερυπολογιστή, ξεπερνώντας τους περιορισμούς που εμφανίζονται σε άλλα νευρομορφικά συστήματα υπολογιστών με προσαρμοσμένο υλικό. Τα προσαρμοσμένα τσιπ χρειάζονται μεγάλο χρονικό διάστημα για να σχεδιαστούν και να κατασκευαστούν και κοστίζουν δεκάδες εκατομμύρια δολάρια το καθένα. Η χρήση εμπορικού διαμορφώσιμου υλικού εκτός ραφιού σημαίνει ότι το πρωτότυπο θα είναι εύκολο να αναπαραχθεί σε κέντρα δεδομένων σε όλο τον κόσμο.
• Τεχνητή Νοημοσύνη: Μιμούμενοι τον εγκέφαλο, θα είμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε πιο αποτελεσματικούς τρόπους ανάληψης διαδικασιών τεχνητής νοημοσύνης από τα σημερινά μας μοντέλα.

Κι επειδή με όλη αυτή την υπερτεχνολογία που σίγουρα δεν πρόκειται να είναι για καλό, ας ετοιμαζόμαστε για τις δικές μας κοινότητες. Εδώ που τα λέμε και οι Amish με κοινότητες χωρίς ρεύμα, βασισμένες στην αλληλεγγύη, δεν παιρνούν και τόσο άσχημα!

DeepSouth αυτοί, DeadSouth εμείς.