IBM发布类脑计算机,可模拟人脑工作

标签:商业创新业务创新人脑智能

访客:72463  发表于:2013-08-12 10:19:03

IBM 科学家发布 TrueNorth 计算机架构,可模仿人脑工作。

如果要让计算机像人脑一样强大,我们首先要创造一个跟人脑类似的计算机。今天,来自 IBM 公司的科学家在美国达拉斯召开的国际神经网络联合会议上发布了大胆的计算机架构设计 TrueNorth,使人脑计算机的概念即将成为现实。TrueNorth 计算机架构采用了大量的复杂模拟设计,其主要目的就是研制出跟生物人脑功能一样强大的计算机。

TrueNorth 计算机架构基于 IBM 公司于 2011 年发布的认知计算领域的成果——使用基于“神经突触核心”网络的计算机芯片,在该网络中,计算机可以像人脑中的神经网络一样管理信息。据科学家的描述,有了 TrueNorth 计算机架构,计算机可以完成特殊的任务,可以用来构建与真人视觉更接近的图像传感器。

IBM 的首席科学家 Dharmendra S. Modha 说:“如果你用上一个世代的编程语言来思考 TrueNorth 的话,是不合适的,你必须重新定义编程才能真正理解 TrueNorth。”

今天我们使用的几乎所有的计算机都是基于冯诺依曼提出的计算机架构,即一台计算机应该有不同的部分分开来处理、存储信息,而且当前的所有编程语言都是适用于冯诺依曼计算机的。然而 TrueNorth 以分布式、平行的方式来储存、处理信息,与人脑中的神经元和突触对信息的处理方式一致。

同时,Modha 的研究团队还开发出了一款能在传统超级计算机上模拟大规模神经突触核心网络运行的软件,它能模拟 100 万亿个虚拟神经突触和 20 亿个神经突触核心同时工作时的状态。

在模拟的神经突触计算机中,每个突触核心在其神经网络中连接 256 个神经元,并在全新的数学模型下运行。在这个数学模型中,虚拟的神经元模拟自然状态下的生物神经元,可以与周围的神经元进行互动。

在 TrueNorth 类脑计算机上的编程方式为“corelets(核心程序)”的蓝图,输入计算机的每个核心程序都会激活神经突触核心网络的基本功能,然后每个单独的核心程序都会与神经网络中的更多复杂结构进行连接,环环相扣。

TrueNorth 现在已经内置了 150 个预先设计的核心程序(类似于编程软件中的库函数),每个核心程序均可以完成一个独立的任务。例如,有的核心程序可以检测动作,有的核心程序则根据颜色将图片分类。根据开发计划,TrurNorth 将逐渐用于学术用途,最后消费者也将学会使用这种类脑计算机。

欧盟人脑计划联合主席 Karlheinz Meier 说,“非传统的计算机架构,比如 TrueNorth,并不意味着将会取代目前市面上通用的传统计算机,但是它们将会用来解决例如大数据或者是冯诺依曼机无法解决的问题。”

“目前唯一可以解决这类问题的架构也就只有人脑了。人类可以从数据中学习,但又不需要预置的算法。人脑还能在从来没有经历过的环境下进行预测,而这些都是传统计算机无法解决的问题。”

例如,研究人员希望可以借助 TrueNorth 来开发出跟人类视觉一样强大的系统。根据计算,人脑每天要储存超过 1TB 的图像数据,这样的工作量对于人脑来说一点也不费劲,但对于电脑来说则可能会占用大量的资源才能处理得了这么多的数据。

IBM 研究团队希望未来有一天这种技术能用在所有的智能手机和移动设备上,他们将继续优化软件,真正深入思考大脑是如何运作的。Modha 最后说:“我们并不指望当前的神经科学能给我们带来多少研究上的启发,我们也不应该受当前的研究结果的限制。我们当前所做的事将会极大地提高计算机的运行效率。。”

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