ΓΙΑ ΠΙΟ ΕΞΥΠΝΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ, ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΑΝΤΙΓΡΑΦΟΥΝ ΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΕΓΚΕΦΑΛΟ

Όσο αποτελεσματικές κι αν είναι οι έξυπνες μηχανές, ο ανθρώπινος εγκέφαλος υπερέχει στα σημεία. Γι' αυτό και οι επιστήμονες προσπαθούν να τον κοπιάρουν.

Προς το παρόν, ο ανθρώπινος εγκέφαλος εξακολουθεί να υπερτερεί –στα σημεία– των πλέον σύγχρονων υπολογιστών. Εκ των κύριων λόγων που έχει προβάδισμα από τις έξυπνες μηχανές είναι η δομή των κυττάρων του. Είναι τέτοια, που επιτρέπει στους νευρώνες και τις συνδέσεις τους –τις συνάψεις– να αποθηκεύουν αλλά και να επεξεργάζονται πληροφορίες.

Τρία εκπαιδευτικά και ερευνητικά ιδρύματα της Ευρώπης που διακρίνονται για τη δουλειά τους στην τεχνολογία αποφάσισαν να βοηθήσουν τις μηχανές να λειτουργήσουν σαν τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Και τα κατάφεραν. Συγκεκριμένα, ερευνητές ανέπτυξαν ένα πιο ισχυρό και ενεργειακά αποδοτικό memristor, που είναι βασισμένο στη δομή του ανθρώπινου εγκεφάλου και συνδυάζει αποθήκευση και επεξεργασία δεδομένων.

Τι είναι το memristor

Πρόκειται για ηλεκτρικό εξάρτημα που περιορίζει ή ρυθμίζει τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κύκλωμα και «θυμάται» την ποσότητα φορτίου που είχε προηγουμένως διοχετευτεί μέσω αυτού. Είναι σημαντικό ότι «διατηρεί» τη μνήμη χωρίς ρεύμα.

Η νέα αυτή τεχνολογία δεν είναι ακόμα έτοιμη για χρήση, «καθώς είναι δύσκολο να ενσωματωθεί με υπάρχοντα τσιπ υπολογιστών. Έχει όμως τη δυνατότητα για παράλληλη επεξεργασία μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων», όπως αναφέρεται στη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Science Advances.

Εικονογράφηση: Ελένη Καστρινογιάννη

Την έκαναν το Ρolitecnico di Milano, το παγκοσμίου φήμης Eρευνητικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Ζυρίχης και τα Ελβετικά Ομοσπονδιακά Εργαστήρια για την Επιστήμη και την Τεχνολογία Υλικών (Εmpa). Αυτά τα ιδρύματα ξεχωρίζουν για την ανάπτυξη αρχιτεκτονικών υπολογιστών εμπνευσμένων από τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Το εξελιγμένο memristor που έφτιαξαν «είναι πιο ισχυρό και πιο εύκολο στην παραγωγή του από ό,τι υπάρχει έως τώρα». Η διπλή αγωγιμότητά του επιτρέπει πιο σύνθετους υπολογισμούς που μοιάζουν περισσότερο με τις εγκεφαλικές διεργασίες. Στην παρούσα φάση, όμως, δεν θα αντέξουν τις θερμοκρασίες (400-500 βαθμών Κελσίου) που απαιτούνται για την επεξεργασία του πυριτίου που έχουν τα τσιπ.

Σε τι υπερτερούμε από τις πιο έξυπνες μηχανές

Οι μελετητές σημειώνουν πως μολονότι οι περισσότεροι άνθρωποι δεν μπορούν να κάνουν μαθηματικούς υπολογισμούς με ακρίβεια υπολογιστή, μπορούν να επεξεργάζονται αβίαστα πολύπλοκες αισθητηριακές πληροφορίες, όπως και να μάθουν από τις εμπειρίες τους. Αυτά είναι πράγματα που δεν μπορεί να κάνει υπολογιστής. Τουλάχιστον όχι ακόμα.

Την ίδια ώρα, ο ανθρώπινος εγκέφαλος κάνει τη συνδυαστική δουλειά καταναλώνοντας λιγότερη από τη μισή ενέργεια που χρειάζεται ένας φορητός υπολογιστής για το ίδιο task. Χρωστά την αποτελεσματικότητα αυτή στη δομή των συνάψεων, που επιτρέπουν να αποθηκεύει και να επεξεργάζεται πληροφορίες.

Όπως εξηγούν οι επιστήμονες του Πολυτεχνείου του Μιλάνου, «στους υπολογιστές, η μνήμη είναι ξεχωριστή από τον επεξεργαστή. Άρα, τα δεδομένα πρέπει να μεταφέρονται συνεχώς μεταξύ αυτών των δύο μονάδων. Η ταχύτητα μεταφοράς είναι περιορισμένη και αυτό κάνει ολόκληρο τον υπολογιστή πιο αργό, όταν ο όγκος των δεδομένων είναι πολύ μεγάλος. Για αυτό και έχουμε ως στόχο να αντικαταστήσουμε την κλασική αρχιτεκτονική των μηχανημάτων».

Για την ακρίβεια, αυτό που θέλουν είναι να αναπτύξουν εναλλακτικές αρχιτεκτονικές που μπορούν να εκτελούν ορισμένες εργασίες πιο γρήγορα και με καλύτερη ενεργειακή απόδοση. Και για αυτό χρειάζονται ως πρότυπο τον ανθρώπινο εγκέφαλο.