DeepSouth: Darum ähnelt dieser Computer dem menschlichen Gehirn
Forscher der Western Sydney University haben es geschafft: Ihr neuromorpher Supercomputer hat so viele Synapsen wie das menschliche Gehirn.
Neuromorphe Computer sind ein vielversprechender Ansatz für künstliche Intelligenz. Sie verarbeiten Informationen effizienter und sollen so die Lücke zwischen herkömmlichen Computern und den komplexeren neuronalen Netzwerken in lebenden, biologischen Gehirnen schliessen.
Von binären Daten zu dynamischer Datenverarbeitung
Neuromorphe Chips ahmen grob gesagt den Aufbau und die physikalischen Aktionen biologischer neuronaler Netze nach. Herkömmliche Computer sind auf das Senden und Empfangen von Binärdaten (0en und 1en) über eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) beschränkt.
Im Gegensatz dazu sind neuromorphe Computer viel dynamischer. Sie können parallel und dezentral mit Informationen arbeiten – und kombinieren sowohl analoge als auch digitale Schaltkreise.
Dies bedeutet, dass sie Daten unterschiedlicher Zustände und Zeitbereiche verarbeiten können.
Systeme, die in ihrer Funktion Synapsen ähneln
Die von diesen Systemen erzeugten sogenannten Spiking Neural Networks sind in der Lage, komplexe räumlich-zeitliche Muster zu modellieren und die Daten mit einer zusätzlichen Dimension zu versehen, die über blosse binäre Zustände hinausgeht.
Aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit Neuronen und Synapsen eignen sich neuromorphe Computer besonders gut für Aufgaben wie Mustererkennung, Entscheidungsfindung und Verarbeitung sensorischer Daten.
Sie lernen in Echtzeit und passen ihre synaptischen Verbindungen an neue Eingabemuster an.
Neuromorphe Supercomputer holen auf
In den letzten Jahren hat die Zahl der in diesen Systemen verfügbaren Synapsen rapide zugenommen – vergleichbar mit Tierarten wie Maus oder Ratte.
Ein grosser Fortschritt wurde 2018 erzielt, als britische Forscher SpiNNaker entwickelten, das ein Prozent des menschlichen Gehirns replizieren konnte.
Nun haben Ingenieure an der Western Sydney University ihrerseits ehrgeizige Pläne für einen neuromorphen Supercomputer namens DeepSouth vorgestellt. Mit 228 Billionen synaptischen Operationen pro Sekunde könnte es das erste System seiner Art sein, das die Zahl der Synapsen im menschlichen Gehirn erreicht.
Synapsenzahl im menschlichen Gehirn: Eine Frage der Definition
Allerdings gibt es unter Wissenschaftlern eine anhaltende Debatte über die tatsächliche Anzahl von Synapsen im menschlichen Gehirn. Die Schätzungen reichen von 100 Billionen bis zu einer Billiarde – was die enorme Komplexität und Variabilität neuronaler Verbindungen verdeutlicht.
Trotz dieser Unklarheiten könnten die Fähigkeiten von DeepSouth erstmals in den Bereich «Gehirnskala» fallen. Ein zentraler Fokus des DeepSouth-Projekts wird angesichts dieser Meisterleistung auch auf der Energieeffizienz liegen.
Das Team hofft, eine signifikante Verbesserung gegenüber früheren Bemühungen zu demonstrieren. Geplant ist, den Supercomputer bis April 2024 in Betrieb zu nehmen.
