Десять найкращих технологій року за версією MIT

Нейроморфні чіпи - мікропроцесори, більше схожі на мізки, ніж на звичайні чіпи, призведуть до того, що комп'ютери будуть цікавитися про те, що відбувається навколо них.

Прорив:

Альтернативний дизайн комп'ютерних чіпів, ув'язнених спеціально під штучний інтелект.

Чому це важливо:

Традиційні чіпи майже досягли фундаментальних меж продуктивності. (Дивися закон Мура).

Ключові гравці:

Qualcomm
IBM
HRL Laboratories
Human Brain Project

Невеликий робот на ім'я Піонер повільно котиться до фігурки Капітана Америки на килимі. Вони знаходяться всередині грубої моделі спальні дитини, яку виробник чипів Qualcomm влаштував у своєму трейлері. Робот завмирає, немов оцінюючи ситуацію, а потім штовхає фігурку до трьох присадкуватих колон, що представляють відра іграшки. Старший інженер Qualcomm Ільву Чанг вказує двома руками у напрямку колони, де потрібно розмістити іграшку. "Піонер" помічає цей жест і покірно підкоряється. Потім він котиться назад і помічає іншу іграшку, «Людину-Павука». На цей раз «Піонер» доставляє його до колони без людського втручання.

"Ми розмиваємо кордони між кремнієвою та біологічною системами", - говорить головний технолог Qualcomm Метью Труна.

Чіпи Qualcomm не будуть доступні до початку наступного року; весь 2014 компанія шукатиме дослідників, які випробувать технологію. Але якщо їй це вдасться, проект під назвою "нульова програма" (Zeroth program) стане першою великомасштабною комерційною платформою для нейроморфних обчислень. Вона знаходиться на передній кромці перспективнихдосліджень у цій сфері та працює з лабораторіями IBM Research та HRL Laboratories, кожна з яких розробляла нейроморфні чіпи в рамках проекту на 100 мільйонів доларів для агентства DARPA. Європейські проект Human Brain Project витратить близько 100 мільйонів євро на нейроморфні проекти.

Продовження підвищення продуктивності таких процесорів вимагає від виробників упаковувати їх все щільніше і щільніше, найшвидших транзисторів, кремнієвих кешів пам'яті, але навіть тепло, що виділяється цими компонентами, обмежує швидкість роботи чіпів, особливо у мобільних пристроїв. Це може зупинити наше просування до пристроїв, які ефективно обробляють зображення, звук та іншу сенсорну інформацію, а потім застосовують її до таких завдань, як розпізнавання облич та транспортна навігація.

Нейроморфні чіпи намагаються змоделювати в кремнії метод паралельного вирішення завдань, подібно до мозку, що обробляє інформацію, поки мільярди нейронів і трильйони синапсів реагують на введення сенсорної інформації на кшталт візуальних та аудіальних сигналів. Ці нейрони також змінюються в міру того, як з'єднуються один з одним, реагуючи на зміни зображень, звуків тощо. Цей процес ми називаємо навчанням. Чіпи, що використовують подібність моделі мозку, так звані нейронні мережі, роблять те саме. Ось чому робот Qualcomm - навіть незважаючи на те, що працює на програмному забезпеченні, яке просто імітує нейроморфний чіп - зміг покласти "Людину-Павука" в те ж місце, що і "Капітана Америку", ніколи до цього не бачивши першого персонажа.

Навіть якщо нейроморфні чіпи дуже далекі від здібностей мозку, вони зможуть обробляти інформацію швидше, ніж сучасні комп'ютери. Намагаючись емулювати мозок просто за допомогою спеціальногопрограмного забезпечення на звичайних процесорах - як Google в експерименті з кішками - було б вкрай неефективно створювати машини з потужнішим інтелектом, каже Джефф Хокінс, провідний теоретик ІІ, який створив Palm Riot перед Numenta, компанію створення програмного забезпечення, що надихається роботою мозку.

Нейронний канал

Будучи комерційною компанією, Qualcomm віддала перевагу прагматизму чистої продуктивності у своїй конструкції. Це означає, що нейроморфні чіпи, що розробляються, все ще залишаються цифровими, більш передбачуваними і простими у виробництві, ніж аналогові. І замість того, щоб моделювати чіпи якомога ближче до біології мозку, проект Qualcomm емулює аспекти поведінки мозку. Наприклад, чіп кодує та передає дані таким чином, що імітує електронні сигнали, що генеруються мозком під час реакції на сенсорну інформацію.

Когнітивний компаньйон

"Якщо ви і ваш пристрій сприйматимете довкілля однаково, ваш пристрій краще розумітиме ваші наміри і ваші бажання", - говорить Самір Кумар, директор з розвитку бізнесу Qualcomm.

Керівники Qualcomm не дозволяють своєю фантазією розігратися, перш ніж їхні чіпи стануть доступними. Але нейроморфні дослідники не проти попліткувати. Дхармендра Модха, топ-дослідник IBM, вважає, що такі чіпи можуть призвести до створення очок для сліпих, які будуть використовувати візуальні та аудіальні сигнали для розпізнавання об'єктів і забезпечення звукових підказок; системи життєзабезпечення зможуть спостерігати за життєвими показниками, заздалегідь попереджаючи про можливі проблеми; комп'ютери зможуть краще пророкувати появу цунамі. Цього літа в HRL провідний дослідник Нараян Шрініваса планує випробувати нейроморфний чіп у пристрої.розміром з птицю від AeroVironment, яка літатиме з кімнати до кімнати. Птах прийматиме дані з камер та інших датчиків, тому зможе вивчити найбільш короткий шлях із кімнати до кімнати. Це може призвести до створення більш здатних безпілотних дронів.

Програмістам знадобиться час, щоб з'ясувати найкращий спосіб використання апаратного забезпечення. Комерційним продуктам доведеться зачекати. Проте керівники Qualcomm не погоджуються з цією точкою зору, оскільки вірять у те, що запуск технології цього року розфарбує перспективу появи подібних чіпів на масовому ринку.