سوپر کامپیوتر جدید IBM بر اساس شبیه سازی مغز انسان

[sorena_ir_army 924]

[color=#ff0000][b]سوپر کامپیوتر جدید IBM بر اساس شبیه سازی مغز انسان [/b][/color]
[color=#000080] برای تولید سریع ترین سوپرکامپیوتر بسیار کم مصرف جهان، آی بی ام به سراغ شبیه سازی ۵۳۰ میلیارد نورون و ۱۰۰ تریلیون سیناپس رفته است. این تعداد نورون و سیناپس تقریبا به اندازه مغز یک انسان معمولی است و آن را می توان اولین قدم به سوی مغز مصنوعی واقعی دانست. [/color]

مغز انسان را می توان پیچیده ترین شیئ تمام کیهان دانست که به شکل قابل توجهی هم مصرف بهینه انرژی دارد. مغز می تواند به طور همزمان هزاران ورودی سنسورهای بدن را دریافت کرده و آنها را به صورت لحظه ای تفسیر کرده و واکنش مناسب را نشان می دهد. و البته تمام این کارها را تنها با مصرف تقریبا ۲۰ وات به انجام می رساند. و جالب اینجا است که کامپیوتر جدید آی بی ام که از پس شبیه سازی چنین کارهایی بر می آید، بیش از ۱۰۰ مگاوات مصرف انرژی دارد.

چنین مصرف انرژی با چنان کارکردی تقریبا غیر قابل تصور است. و برای حل این مساله باید به دنبال رویکردی جدید بود. آی بی ام پاسخ را در محاسبات ادراکی می داند، این موضوع بر پایه دیدگاه ها و کشفیات جدید در علم عصب شناسی، نانوتکنولوژی و محاسبات فوق سریع است.

علم عصب شناسی می گوید مصرف پایین مغز به این دلیل است که بر اساس فعالیت مصرف می کند. به این معنی که نورون، سیناپس و اکسون ها تنها هنگامی انرژی مصرف می کنند که در حال انجام کاری باشند که از طرف سنسورهای خارجی یا دیگر نورون ها به آنها محول می شود. و در غیر این صورت هیچ انرژی مصرف نمی کنند. و البته کامپیوترهای امروزی در مقایسه با چنین شیوه ای، غول های مصرف کننده انرژی هستند.

مهندسان آی بی ام اکنون از این دانش برای ابداع یک معماری کامپیوتری نوپا و خارق العاده استفاده کرده اند و سپس از آن برای شبیه سازی نورون و سیناس هایی به تعداد مغز یک انسان عادی بهره برده اند. البته این مغز شبیه سازی شده از نظر کارکرد و بیولوژی چندان شباهتی با مغز انسان ندارد. نمی تواند حس کند، تصور کند یا فکر کند. اما این هنوز قدمی بسیار بزرگ به سوی خلق ماشینی به شمار می رود که روزی روزگاری ممکن است چنین کارهایی هم انجام دهد.

آنها برای شروع به سراغ پایگاه داده CoCoMac رفتند که یک مجموعه قابل توجه و البته ناکامل از نقشه مغز نوعی میمون است. پس از ۴ سال تلاش رنج آور و پرتلاش بر روی این پایگاه داده، به نقطه ای رسیدند که یک مجموعه داده قابل استفاده برای ایجاد لایه های مغز مصنوعی شان را در اختیار داشتند. و درون این سیستم دو جزء مهم وجود دارد: نورون ها و سیناپس ها.

این کامپیوتر از ۱۵۷۲۸۶۴ پردازنده و 1.5 میلیون گیگابایت حافظه بهره می برد. آی بی ام برای کاهش قابل توجه مصرف از چیپ های ویژه تولید خود بهره برده است که آنها را هسته های neurosynaptic می نامد. به صور بالقوه یک معماری کامپیوتری کاملا جدید که می تواند جایگزین سوپرکامپیوترهای فعلی شود. هر هسته شامل نورون ها، سیناپس ها و اکسون ها است. البته بر خلاف نامشان طراحی آنها بر اساس منشا زیست شناختی شان نیست. البته دانشمندان این پروژه معتقدند تا بازطراحی و تقلید کامل از مغز انسان دها سال فاصله دارند.

منبع:
[url="http://narenji.ir/6071-سوپرکامپیوتر-شبیه-سازی-مغز-انسان"]http://narenji.ir/6071-سوپرکامپیوتر-شبیه-سازی-مغز-انسان[/url]

[mahdavi3d 14,066]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]ممنون.[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]كدام ابررايانه IBM ؟ (اسمش)[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]شده يا قراره بشه؟[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]آيا اين شبيه‌سازي صرفا براي تست توانايي‌هاي اين ابررايانه است يا مبناي عملكرد آن؟[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]و...[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]نتيجه: اين خبر، چندان كامل و مففهوم نيست.[/font][/size]

[sorena_ir_army 924]

[quote name='mahdavi3d' timestamp='1353677703' post='284425']
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]ممنون.[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]كدام اربررايانه IBM ؟ (اسمش)[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]شده يا قراره بشه؟[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]آيا اين شبيه‌سازي صرفا براي تست توانايي‌هاي اين ابررايانه است يا مبناي عملكرد آن؟[/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]و...[/font][/size]

[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]نتيجه: اين خبر، چندان كامل و مففهوم نيست.[/font][/size]
[/quote]
احتمالآ این ابر رایانه جزو ان دسته از پروژه های IBM است که هنوز در مرحله ی طراحی است و نامی برایش انتخاب نکرده اند،هدفشون هم ساخت ابر رایانه ای با عملکردی شبیه به مغر انسان است که خوب به گفته ی خودشون چنین ابر رایانه ای در حال حاضر در مراحل ابتداعی است و زمان بسیار زیادی نیاز است تا بتوان به چیزی در حد عملکرد مغز یک انسان بالغ معمولی رسید.

[EMP 6,861]

درود
امیدوارم که این پست هم مثل تاپیکی که برای برنامه ماهواره برهای ما ترجمه کرده بودم بدون اطلاع حذف نشود

اگر به متن خبر دقت کنید می بینید که صحبت از شبیه سازی است نه ساخت. بنابراین نتایج شبیه ساز می تواند کارکرد مغز و میزان مصرف آن را نمایش بدهد.
ساخت رایانه ای مشابه مغز انسان کاملا امکان پذیر است و حتی با تکنولوژی موجود در ایران هم می توان برای آن کارهایی کرد.
منتها اگر مغز انسان و مدل کاری آن برای محاسبات ما کافی بود دیگر به دنبال ساخت ابر رایانه نمی رفتیم. مغز انسان قابل اعتماد نیست و قادر به انجام محاسبات تکراری با حجم بالا نیست به همین دلیل ما ابر رایانه می سازیم.اما مغز دارای امکانات بالایی در زمینه درک و شناخت است که معمولا ابر رایانه ها با هر سرعتی از آن عاجز هستند. بودجه ساخت ابررایانه ملی هم صرف تجهیز چند دانشگاه به کلاستر با استفاده از سوئیچ های شبکه پر سرعت شد که جزو 1000 کامپیوتر پر سرعت دنیا هم به حساب نمی آید. در حالی که در چین همین بودجه منجر به ساخت کلاستری ازکارتهای گرافیکی شد که کماکان در رده بندی مکانی رفیع دارد.

یک راه دیگر داشتن پردازنده قوی استفاده از مغز واقعی و زنده برای انجام محاسبات است!! در سال 1987 در انگلستان از مغز مرغ برای هدایت موشکهای بالستیک در محیط شبیه سازی استفاده شد که نتیجه بسیار بهتر از روشهای کنترلی ان زمان بود و به نرخ برخورد 87% در محیط شبیه سازی رسیدند اما مشکل این بود که اتصالات الکترونیکی به سلولهای عصبی زنده بسیار زود از بین می رفتند و قابل اعتماد نبودند.در ضمن تعداد بسیار زیادی از این اتصالات نیاز بود که کار را بسیار پر هزینه می کرد.در MIT از مغز گربه هم استفاده شده است و تحقیقات فراوانی انجام شده تا به حال.
فقط تصور کنید اگر می توانستیم از مغز یک مگس یا زنبور برای موشکهای هوا به هوا یا ضد تانک استفاده کنیم، چقدر هزینه ها پایین می آمد و چقدر نرخ برخورد بالا می رفت. شاید راه حل ایرانی در این مورد استفاده از سلولهای بنیادی و پرورش مغزی مخصوص اتصال به تراشه های الکترونیکی باشد.

هر سلول عصبی درون مغز دارای بیش از 160000 ورودی و یک خروجی پرتوان است که در واقع یک توپ پتاسیمی است برای ساخت چیزی در حد این استفاده از الکترونیک و نانو الکترونیک اشتباهی کودکانه است زیرا با الکترونیک قادر به تامین Fan-in و Fan-out مناسب برای چنین سامانه ای نیستیم و حداکثر Fan-out ما در VLSI کمتر از 200 است که یعنی هیچ. تنها زمانی قادر به ساخت مداری مشابه مغز انسان یا مغز مرغ هستیم که بتوانیم Fan-out و Fan-in نا محدود داشته باشیم و این هم با تکنولوژی موجود فقط با فوتونیک ممکن است. سالهای سال است که تراشه های فوتونیکی که از اکسیدهای لیتیم ساخته شده اند وجود دارند. این تراشه ها مزیتهای بی شماری نسبت به تراشه های عقب افتاده الکترونیکی دارند برای مثال مشکلFan-out, Cross-talk ، Signal-Integrity و .... در این تراشه ها بی معنی است و این تراشه ها با Clock بالا حدود 1000 گیگاهرتز کار می کنند. اما مشکل اصلی سرمایه گذاری کلان صنعت بر روی نانو الکترونیک است و صنعت در این قسمت دانش را به بی راهه برده است.
به قول استادم پییر آلتو، به 3 علت است که تراشه های فوتونیکی به بازار نیامده اند:
1. Yield (نسبت تولید تراشه سالم به کل تولید) پایین این تکنولوژی است که تراشه های فوتونیکی را گران می کند
2. ورود این تراشه به بازار به معنی باز آموزی ها و کلاسهای آموزشی گران قیمت برای مهندسان کم فایده شده الکترونیک موجود است که توجیح صنعتی فعلا ندارد.
3. تکنولوژی موجود فوتونیک دارای ابعاد بزرگ و مصرف بالا نسبت به نانو الکترونیک موجود است
که تمام ایرادهای بالا با سرمایه گذاری صنعتی قطعا قابل رفع بوده است اما کارتل های تراشه مانع این سرمایه گذاری هستند.
بنابراین جا داشت با بها دادن به فیزیک دانهای خود به عنوان یک کشور مستقل و[b] نه دنباله رو[/b]، ما بر روی این صنعت سرمایه گذاری می کردیم تا در آینده نزدیک آنها مجبور به شاگردی ما شوند و نه برعکس.این ساده ترین راه آقایی مجدد ما در کوتاه ترین مدت در دنیا بود که کماکان فرصتی سوخته است.
نانو الکترونیک موجود بسیار متغیر و نا امن و غیر قابل اعتماد شده است و بهتر آن است که برای ساخت تراشه هر چه زود تر یک راه حل ایرانی (نه لزوما فوتونیک) داشته باشیم. ویرایش شده در آذر 91 توسط EMP

[mahdavi3d 14,066]

[right][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]با تشكر از توضيحات بسيار خوب جناب[b] [url="http://www.military.ir/forums/user/12446-emp/"]EMP[/url] . [/b][/font][/size]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]اين هم خبر كاملتر:[/font][/size]
[/right]
[right][color=#0000cd][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]برنامه سیناپس آی.بی.ام، بالاخره به شبیه‌سازی پیچیده‌ای از مغز انسان شامل 530میلیارد نورون و 100هزار میلیارد سیناپس دست‌یافته که فقط 1542 بار از عملکرد واقعی مغز انسان کندتر عمل می‌کند.[/font][/size][/color]
[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]مغز شاید پیچیده‌ترین موجود شناخته‌شده باشد. مغز انسان در این میان از هر مغز دیگری پیچیده‌تر است و سالیان سال است که محققین در تلاشند راهی برای کشف چگونگی عملکرد مغز انسان بیابند. یکی از امیدهای محققین، شبیه‌سازی رایانه‌ای مغز است. حالا، آن‌چه آی.بی.ام با شبیه‌سازی حجم بالای نورون‌ها و سیناپس‌ها ارائه کرده،‌ دریچه‌ای تازه به درک فعالیت پیچیده مغز گشوده است و شاید بتواند پاسخ سوال‌های بسیاری را بدهد. در عین حال، این که این پروژه با ابعاد بسیار وسیعش هنوز تا رسیدن به مغز انسان فاصله بسیار دارد، خود گواهی دیگر است بر پیچیدگی بی‌نظیر مغز انسان.
در کنفرانس 2012 ابرپردازش که هفته پیش برگزار شد، گروه محققین آی.بی.ام، قدم بعدی در راه رسیدن به برنامه پردازش شناختی دارپا را ارائه کرد، برنامه‌ای که سیستم‌های الکترونیکی نورومورفیک سازش‌پذیر، مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر نام دارد و به اختصار آن را SyNAPSE می‌نامند. شایان ذکر است که سیناپس به محل برقراری ارتباط سلول‌های عصبی گفته می‌شود!
به گزارش سای‌تک دیلی، برنامه سیناپس دارپا در سال 2008/ 1387 آغاز شد و قرار بود فناوری ماشینی الکترونیکی نورومورفیکی در آن ساخته شود که بر پایه شبیه‌سازی مغز قرار داشته باشد و با استفاده از معماری پردازش شناختی، با 10 میلیارد سلول عصبی و 100هزار میلیارد سیناپس، مقیاسی از سطوح بیولوژیکی آن‌چه در مغز می‌گذرد، به دست بدهد. این ارقام بر پایه تعداد تخمین‌زده شده سیناپس‌ها و سلول‌های عصبی موجود درمغز انسان به دست آمده‌اند.
حالا آی. بی. ام اعلام کرده که بالاخره موفق شده به هدف این برنامه دست پیدا کند. آن‌ها توانسته‌اند با استفاده از سیستم ترونورث آی.بی.ام که روی دومین ابررایانه سریع دنیا اجرا شده، به این هدف دست پیدا کنند،‌ یعنی Blue Gene/Q Sequoia مستقر در آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور که از 96 ردیف ابررایانه با 1,572,864 هسته پردازشگر، 1.5 پتابایت حافظه (هر پتابایت = یک میلیون گیگابایت یا هزار ترابایت)، 98,304 پردازش ام.پی.آی و 6,291,456 ترید (پردازش سبک‌و مستقل)استفاده می‌کند.[/font][/size][/right]

[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][i]شرح عکس: شبکه‌ای از هسته‌های نوروسیناپسی که از اتصالات طولانی سلول‌های مغز میمون استخراج شده است. هسته های نوروسیناپسی به‌طور محلی در مناطق مختلف مغز دسته‌بندی شده‌اند و هر هسته به‌شکل نقطه‌ای منفرد درون حلقه مشخص شده است. کمان‌ها از هسته منبع به سمت هسته مقصد رسم شده‌اند و رنگ آن‌ها بر اساس رنگ اختصاص یافته به هسته منبع مشخص شده است[/i].[/font][/size][/center]
[center][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10198/A-Network-of-Neurosynaptic-Cores.jpg[/img][/font][/size][/center]

[right][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]آی.بی.ام و آزمایشگاه ملی لورنس لیورمور در این برنامه موفق شدند به مقیاسی از 2.084 میلیارد هسته نوروسیناپسی دست یابند که در آن 530 میلیارد سلول عصبی و 100هزار میلیارد سیناپس در حال فعالیتند و سرعت فعالیت آن‌ها تنها 1542 بار از میزان واقعی (آن‌چه در مغز انسان اتفاق می‌افتد)، کندتر است.
البته در این برنامه، شبیه‌سازی زیستی واقعی از یک مغز انسان کامل وجود ندارد. بلکه چنان که در چکیده مقاله آمده، محاسبه (سلول‌های عصبی)، حافظه (سیناپس‌ها) و ارتباطات (آکسون‌ها و دندریت‌ها- رشته‌های متصل به سلول‌های عصبی که از یک طرف پیام دیگر سلول‌های عصبی را گرفته و از طرف دیگر،‌ پیام را به سایر سلول‌های عصبی منتقل می‌کنند-) با کسر مولفه‌های زیستی و در راستای اهداف مهندسی ،‌ یعنی رسیدن به حداکثر فعالیت (کارایی، سودمندی و کاربرد) و حداقل هزینه‌ها (قدرت، فضا و تاخیر) و نیز پیچیدگی طراحی جزئیات سخت‌افزاری بهینه شده‌اند.[/font][/size][/right]

[right][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][color=#FF8C00]۱۳۹۱/۹/۵[/color][/font][/size][/right]
[right][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif]منبع:[/font][/size][/right]
[right][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][url="http://www.khabaronline.ir/detail/259799/science/fundamental-knowledge"]http://www.khabaronl...ental-knowledge[/url][/font][/size][/right]


[size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][b]تاپيك مرتبط:[/b][/font][/size]

[url="http://www.military.ir/forums/topic/21509-%C2%AB%D8%A2%D9%8A-%D8%A8%D9%8A-%D8%A7%D9%85%C2%BB%D8%8C-%D8%B1%D9%83%D9%88%D8%B1%D8%AF-%D8%B3%D8%B1%D9%8A%D8%B9%D8%AA%D8%B1%D9%8A%D9%86-%D8%A7%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%A7%D9%8A%D8%A7%D9%86%D9%87-%D8%AF%D9%86%D9%8A%D8%A7-%D8%B1%D8%A7-%D8%B4%D9%83%D8%B3/"][size=3][font=tahoma,geneva,sans-serif][b]«آي بي ام»، ركورد سريعترين ابررايانه دنيا را شكست/ ابررايانه Sequoia[/b][/font][/size][/url]