До 2024 година ще е готов суперкомпютър, който „симулира целия човешки мозък“.

DeepSouth, първият суперкомпютър, способен да моделира невронни мрежи от мащаба на човешкия мозък, разработен от австралийски изследователи, се очаква да започне да функционира през 2024 г. Той обещава напредък не само в компютърните науки (особено в областта на изкуствения интелект), но и в неврологията.

2024 г. ще отбележи повратна точка в изследванията в областта на неврологията и компютърните науки, когато ще заработи суперкомпютърът DeepSouth, разработен от изследователи в Международния център за невроморфни системи (ICNS) към Университета на Западен Сидни, Австралия. Той може да имитира мозъчните процеси и ще допринесе за по-доброто разбиране на ефективността на изкуствения интелект (AI). Проектът е резултат от международно сътрудничество и обещава напредък в области, вариращи от роботиката до здравеопазването, като същевременно насърчава използването на по-екологични компютри.

Суперкомпютърът е подходящо наречен DeepSouth по името на системата TrueNorth на IBM, която имаше за цел да създаде машини, моделиращи големи импулсни невронни мрежи, и Deep Blue – първият компютър, станал световен шампион по шахмат. Името се отнася и до географското местоположение на компанията.

Невроморфизъм и енергийна ефективност

DeepSouth представлява значителен технологичен пробив, не на последно място поради своята невроморфна архитектура, вдъхновена директно от биологичните процеси в човешкия мозък. Този иновативен подход позволява на суперкомпютъра да симулира синаптични операции – взаимодействието между невроните – в безпрецедентен мащаб. Със способността си да извършва 228 трилиона (228 x 1012) синаптични операции в секунда, DeepSouth постига нива на производителност, сравними с човешката невронна активност. Тази способност за възпроизвеждане на сложността и скоростта на невронните взаимодействия предлага безпрецедентни перспективи за разбирането на мозъчните функции и моделирането на когнитивните процеси.

Най-революционният аспект на DeepSouth е неговата енергийна ефективност. За разлика от традиционните суперкомпютри, които се нуждаят от големи количества енергия за работа, DeepSouth е в състояние да извършва огромни синаптични операции, като консумира много по-малко енергия. Тази производителност е възможна благодарение на използването на усъвършенстван хардуер, по-специално програмируеми матрици (FPGA), които позволяват гъвкаво преконфигуриране след производството и по този начин оптимизират консумацията на енергия.

Директорът на ICNS, професор Андре ван Шайк, заяви в прессъобщение:

„Напредъкът в разбирането на това как мозъкът изчислява с помощта на неврони се забавяше от неспособността ни да моделираме подобни на мозъка мрежи в голям мащаб. Моделирането на невронни мрежи на стандартни компютри, използващи графични процесори (GPU) и многоядрени централни процесори (CPU), е просто твърде бавно и енергоемко. Нашата система ще промени тази ситуация“.

Интердисциплинарни приложения

В областта на биомедицината способността на DeepSouth да моделира човешкия мозък отваря вратата към по-задълбочено разбиране на невродегенеративните заболявания като Алцхаймер и Паркинсон. Изследователите ще могат да използват DeepSouth за моделиране и изучаване на невронната дисфункция, което може да доведе до нови лечения или лекарства.

В областта на роботиката имитирането на мозъчните процеси с помощта на DeepSouth обещава да направи роботите по-автономни и адаптивни, способни да обработват сложна информация с безпрецедентна скорост и ефективност.

Освен това DeepSouth със сигурност ще окаже влияние върху изследването на космоса и изкуствения интелект. В космоса управлението на енергията е от решаващо значение. Ето защо енергийната ефективност на DeepSouth може да позволи разработването на по-ефективни системи за навигация и обработка на данни за космически мисии.

Що се отнася до изкуствения интелект, DeepSouth предлага възможност за създаване на по-сложни алгоритми за автоматично обучение, които отново консумират по-малко енергия. Тези алгоритми биха могли да имитират в по-голяма степен човешките мисловни процеси, което ще доведе до напредък в области като разпознаване на реч, компютърно зрение и автоматизирано вземане на решения.

Техническите и търговските постижения

Мащабируемостта на DeepSouth е основно предимство, което позволява гъвкаво адаптиране към различните изисквания за изследвания и приложения. Тази функция дава възможност на потребителите да добавят или премахват оборудване в зависимост от специфичните нужди на техните проекти, осигурявайки ненадмината персонализация. Тази гъвкавост прави DeepSouth не само подходящ за широк спектър от изследователски сценарии, но и рентабилен за различните институции и компании – от университети до стартиращи компании.

Освен това, както бе споменато по-рано, ключовата иновация на DeepSouth е възможността за преконфигуриране чрез използване на FPGA. FPGA позволяват препрограмиране на хардуера след производството му, което позволява интегрирането на нови невронни модели и правила за обучение с течение на времето. Тази способност за адаптиране и развитие е много важна в динамична област като неврологията и изкуствения интелект.

Освен това DeepSouth ще бъде достъпен за отдалечен достъп чрез потребителски интерфейс на Python, което го прави лесен за използване от изследователите и разработчиците, които не се нуждаят от задълбочени познания в областта на компютърните науки. Тази достъпност, съчетана със способността на системата да имитира процесите в човешкия мозък, ще даде възможност за решения за обработка на информация, които се доближават до естествените механизми.

Екипът на ICNS в Университета на Западен Сидни работи в сътрудничество с международни партньори, сред които е и Университетът в Аахен, Германия. DeepSouth също така ще играе важна роля в развитието на Западен Сидни като център за върхови постижения. Откриването му е планирано за април 2024 г. и ще бъде крайъгълен камък в развитието на технологичната инфраструктура на региона. Влиянието на DeepSouth ще надхвърли академичните граници и ще окаже положително въздействие върху местната икономика чрез привличане на инвестиции, създаване на работни места и стимулиране на иновациите в ключови сектори като изкуствения интелект, роботиката и биомедицината.