En mar­cha la má­qui­na que imi­ta al ce­re­bro

La su­per­compu­tado­ra neu­ro­mór­fi­ca más gran­de del mun­do en­tra en fun­cio­na­mien­to des­pués de vein­te años des­de que co­men­za­ran los tra­ba­jos pa­ra su cons­truc­ción en la Uni­ver­si­dad de Man­ches­tern

Diario Jaen - - CIENCIA - EU­RO­PA PRESS

La su­per­compu­tado­ra neu­ro­mór­fi­ca más gran­de del mun­do, di­se­ña­da pa­ra fun­cio­nar co­mo un ce­re­bro hu­mano y equi­pa­da con su nú­cleo de pro­ce­sa­dor de un mi­llón de uni­da­des, se ac­ti­vó por pri­me­ra vez. La nue­va má­qu­na “Spi­king Neu­ral Network Ar­chi­tec­tu­re” o “SpiNNa­ker” es ca­paz de com­ple­tar más de 200 mi­llo­nes de ac­cio­nes por se­gun­do, con ca­da uno de sus chips do­ta­do con 100 mi­llo­nes de tran­sis­to­res.

Pa­ra lle­gar a es­te pun­to, se han tar­da­do 20 años en la con­cep­ción y más de 10 años en la cons­truc­ción. La má­qui­na SpiNNa­ker, que fue di­se­ña­da y cons­trui­da en la Es­cue­la de Cien­cias de la Compu­tación de la Uni­ver­si­dad de Man­ches­ter, pue­de mo­de­lar más neu­ro­nas bio­ló­gi­cas en tiem­po real que cual­quier otra má­qui­na en el pla­ne­ta. Las neu­ro­nas bio­ló­gi­cas son cé­lu­las ce­re­bra­les bá­si­cas pre­sen­tes en el sis­te­ma ner­vio­so que se co­mu­ni­can prin­ci­pal­men­te al emi­tir “pi­cos” de ener­gía elec­tro­quí­mi­ca pu­ra. La compu­tación neu­ro­mór­fi­ca uti­li­za sis­te­mas in­for­má­ti­cos a gran es­ca­la que con­tie­nen cir­cui­tos elec­tró­ni­cos pa­ra imi­tar es­tos pi­cos en una má­qui­na. SpiNNa­ker es úni­co por­que, a di­fe­ren­cia de las compu­tado­ras tra­di­cio­na­les, no se co­mu­ni­ca en­vian­do gran­des can­ti­da­des de in­for­ma­ción des­de el pun­to A al B a tra­vés de una red estándar. En su lu­gar, imi­ta la ar­qui­tec­tu­ra de co­mu­ni­ca­ción ma­si­va­men­te pa­ra­le­la del ce­re­bro, en­vian­do mi­les de mi­llo­nes de pe­que­ñas can­ti­da­des de in­for­ma­ción si­mul­tá­nea­men­te a mi­les de des­ti­nos di­fe­ren­tes. Ste­ve Fur­ber, pro­fe­sor de In­ge­nie­ría In­for­má­ti­ca, quien con­ci­bió la idea ini­cial de una compu­tado­ra de es­te ti­po, di­jo: “SpiNNa­ker vuel­ve a pen­sar por com­ple­to có­mo fun­cio­nan las compu­tado­ras con­ven­cio­na­les. Bá­si­ca­men­te, he­mos crea­do una má­qui­na que fun­cio­na más co­mo un ce­re­bro que una compu­tado­ra tra­di­cio­nal, lo cual es ex­tre­ma­da­men­te emo­cio­nan­te. El ob­je­ti­vo fi­nal del pro­yec­to siem­pre ha si­do un mi­llón de nú­cleos en una so­la compu­tado­ra pa­ra apli­ca­cio­nes de mo­de­la­do ce­re­bral en tiem­po real, y aho­ra lo he­mos lo­gra­do, lo cual es fan­tás­ti­co”. Los crea­do­res de la compu­tado­ra fi­nal­men­te tie­nen co­mo ob­je­ti­vo mo­de­lar has­ta mil mi­llo­nes de neu­ro­nas bio­ló­gi­cas en tiem­po real y aho­ra es­tán un pa­so más cer­ca.

Pa­ra dar una idea de la es­ca­la, un ce­re­bro de ra­tón cons­ta de al­re­de­dor de 100 mi­llo­nes de neu­ro­nas y el ce­re­bro hu­mano es 1.000 ve­ces más gran­de que eso. Mil mi­llo­nes de de neu­ro­nas es el 1% de la es­ca­la del ce­re­bro hu­mano, que con­sis­te en po­co me­nos de 100.000 mi­llo­nes de cé­lu­las ce­re­bra­les, o neu­ro­nas, que es­tán al­ta­men­te in­ter­co­nec­ta­das me­dian­te apro­xi­ma­da­men­te 1 tri­llón de si­nap­sis (que es 1 con 15 ce­ros). En­ton­ces, —ex­pli­ca la Uni­ver­si­dad de Man­ches­ter en un co­mu­ni­ca­do—

ES CA­PAZ DE COM­PLE­TAR MÁS DE DOS­CIEN­TOS MI­LLO­NES DE AC­CIO­NES POR SE­GUN­DO

¿qué es una compu­tado­ra con un pro­ce­sa­dor de un mi­llón de nú­cleos que imi­ta la for­ma en que fun­cio­na un ce­re­bro? Uno de sus usos fun­da­men­ta­les es ayu­dar a los neu­ro­cien­tí­fi­cos a com­pren­der me­jor có­mo fun­cio­na nues­tro pro­pio ce­re­bro. Lo ha­ce eje­cu­tan­do si­mu­la­cio­nes en tiem­po real a gran es­ca­la que sim­ple­men­te no son po­si­bles en otras má­qui­nas. Por ejem­plo, SpiNNa­ker se ha uti­li­za­do pa­ra si­mu­lar pro­ce­sos de al­to ni­vel en tiem­po real en una ga­ma de re­des ce­re­bra­les ais­la­das. Es­to in­clu­ye un mo­de­lo de 80.000 neu­ro­nas de un seg­men­to de la cor­te­za, la ca­pa ex­ter­na del ce­re­bro que re­ci­be y pro­ce­sa la in­for­ma­ción de los sen­ti­dos. Tam­bién ha si­mu­la­do una re­gión del ce­re­bro lla­ma­da los gan­glios ba­sa­les, un área afec­ta­da por la en­fer­me­dad de Par­kin­son, lo que sig­ni­fi­ca que tie­ne un gran po­ten­cial pa­ra avan­ces neu­ro­ló­gi­cos en la cien­cia, co­mo las prue­bas far­ma­céu­ti­cas. El po­der de SpiNNa­ker in­clu­so se ha apro­ve­cha­do re­cien­te­men­te pa­ra con­tro­lar un ro­bot, el SpOm­ni­bot. Es­te ro­bot uti­li­za el sis­te­ma SpiNNa­ker pa­ra in­ter­pre­tar in­for­ma­ción vi­sual en tiem­po real y na­ve­gar ha­cia cier­tos ob­je­tos mien­tras ig­no­ra otros.

FUN­CIO­NES. La su­per­compu­tado­ra neu­ro­mór­fi­ca tra­ta de emu­lar las fun­cio­nes pro­pias del ce­re­bro hu­mano.

COMPU­TADO­RA. Un tra­ba­ja­dor de la Uni­ver­si­dad de Man­ches­ter ma­ni­pu­la la nue­va má­qui­na.

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