إن محاكاة الدماغ البشري هي أحد الكؤوس المقدسة في الحوسبة – ولكنها عملية في منتهى الصعوبة. ففي السنة الماضية تم تحقيق أطول عملية محاكاة لنشاط الدماغ. حيث تم استخدام رابع أقوى حاسوب في العالم، حاسوب K الياباني، الذي يملك 705،024 نواة معالج ويعمل بسرعات تتجاوز 10 بيتافلوب ( 1 بيتافلوب = كوارديليون عملية نقطة عائمة في الثانية). استغرقت العملية التي استخدمت 92،944 معالج مدة أربعين دقيقة لمحاكاة ثانية واحدة من النشاط الدماغي أي مايعادل واحد بالمئة من الدماغ، حوالي 10.4 ترليون مشبك عصبي.
ولمعرفة سبب أهمية هذا الأمر،أنه إذا استطعنا الحصول على حاسوب يستطيع العمل باستطاعة وسرعة الدماغ البشري فسنصبح قادرين على صناعة روبوتات متقدمة بشكل هائل، أو أطراف صناعية تعمل بسرعة وتعقيد حركاتنا. وقد يساعدنا أيضاً على فهم أفضل لكيفية عمل الدماغ – الأمر الذي ما يزال غامضاً إلى حد بعيد.
قام فريق من المهندسين الحيويين في جامعة ستانفورد بصنع لوحة دارة كهربائية تستطيع محاكاة نشاط مليون عصبون – تقريباً سبعة بلايين وصلات مشبكية – في الزمن الحقيقي. تدعى اللوحة التي حجمها كحجم الأيباد Neurogrid تتكون من 16 رقاقة”ذات أنوية عصبية” -كما أطلق عليها مطوروها- مصممة خصيصاً ومصنعة بتقنية عمرها 15 عام ومتوضعة على شكل شبكة شجرية. وذلك لأنها تستخدم حوسبة تماثلية إلى جانب الرقمية.
يشرح موقع Neurogrid “تحد الحوسبة التماثلية من عدد سكان قناة الأيون المميزة الذين يمكن محاكاتهم على عكس الحوسبة الرقمية، التي تأخذ فقط وقتاً أطول لتنفيذ عمليات محاكاة كبيرة،” “يحد التواصل الرقمي من عدد الوصلات المشبكية التي يمكن تفعيلها في الثانية على عكس التواصل التماثلي الذي يجمع المدخلات الإضافية في السلك نفسه. من خلال العمل ضمن هذه القيود تحقق Neurogrid هدفها في محاكاة عدة مناطق من قشرة الدماغ في الزمن الحقيقي من خلال اتخاذ خيارات حكيمة.”
وتحافظ الحوسبة التماثلية أيضاً على متطلبات استطاعة منخفضة – أصغر بـ 100،000 مرة من استطاعة حاسوب فائق، كما يقول الباحث الرئيسي كوابينا بوهن الذي يعمل على الـ Neurogrid منذ 2006. يتطلب حاسوب فائق استطاعة قدرها مليون واط لمحاكاة مليون عصبون، بينما يستخدم الدماغ البشري 20 واط من أجل 100 بليون عصبون. ولكن الـ Neurogrid ليست فعالة طاقياً بقدر الدماغ. “يستهلك الدماغ البشري الذي يملك عصبونات أكثر بـ 80،000 مرة من الـ Neurogrid ثلاثة أضعاف الطاقة التي يستهلكها الـ Neurogrid فقط،” كما كتب بوهن في العدد الأخير من مجلة Proceedings of the IEEE.
يرغب بوهن وفريقه برؤية الـ Neurogrid مطوراً لتطبيقات كالأطراف الصناعية ولكن أولاً يجب تخفيض كلفة تصنيع الـ Neurogrid. حالياً يكلف تصنيعه 40،000 $ تقريباً وباستخدام طرق التصنيع الحديثة يعتقد الفريق أنه يمكن تخفيض الكلفة لتصل إلى 400 $.
المصدر : موقع cnet.com
