De ‘hersenchip’ van IBM. Rechts een ‘kern’ met 256 cellen. Links de hele chip met 4096 ‘kernen’ (foto: IBM)
IBM bouwt al enige jaren aan een chip, TrueNorth, die geïnspireerd is op de (gedachte) werking van de hersens. De chip, die nu 1 miljoen ‘hersen- cellen’ bevat, is op gebouwd uit kernen van elk 256 cellen, die elk weer met 256 andere cellen zijn verbonden. De vorderingen van hun onderzoek van 200 manjaar hebben de IBM-onderzoekers beschreven in het serieuze wetenschapsblad Science. De neurale chip heeft de afmeting van een postzegel. Volgens onderzoeker Dharmendra Modha is de neurale chip de ‘machine’ van een nieuw tijdperk. De vorige maand kondigde IBM aan € 2,2 miljard uit te trekken voor een zoektocht naar de opvolger van de transistorsiliciumchip (die werkt met enen en nullen), waarvan men vrij algemeen aanneemt dat die in de buurt is gekomen van zijn laatste levensfase.
Elke nieuwe techniek heeft het moeilijk om zijn ‘voorganger’ te verdrijven (als dat al lukt). Dat heeft er veel mee te maken dat het hele systeem (de bedrijven, de productie, de gebruikers) op die ‘voorganger’ gericht is. Voor computers hebben we het dan over programma’s, maar ook allerlei componenten die in een computer zitten en de manier waarop die samenwerken. In de huidige computers is, bijvoorbeeld, de gegevensopslag en de verwerking gescheiden. Gedacht wordt dat de neuromorfe benadering, waar opslag en verwerking zijn gecombineerd en waar cellen zijn verbonden, een doelmatiger manier is om met gegevens om te gaan; zoals (dus) ook onze hersens doen (of beter: zoals we denken dat ze doen). “In onze chip zijn de communicatie, het rekenen en het geheugen nauw verweven”, zegt Modha. In plaats van enen en nullen in de ‘ouderwetse’ computer werkt de hersenchip met vuurpieken, zoals onze hersens. Als de invoer actief genoeg is, dan ‘vuren’ de ‘hersencellen’ en dat signaal wordt naar andere cellen overgedragen, die op hun beurt weer dichter bij het zelf ‘vuren’ komen. Om met die pieken te werken zal heel andere programmatuur geschreven moeten worden dan we tot nu toe gewend zijn.Informatica Sophie Wilson uit Cambridge, niet betrokken bij het onderzoek, ziet wel degelijk een rol weggelegd voor dit soort technieken. “Google Images doet mooi werk bij het herkennen van katten, maar heeft daar erg veel rekentijd voor nodig.”
De hersenchip telt met zijn 1 miljoen cellen 256 miljoen verbindingen tussen cellen. Dat klinkt indrukwekkend voor een chip van amper 3 cm, maar in vergelijking met het echte werk (=de hersens) is dat nog maar een armzalig resultaat. Elke echte hersencel is met zo’n 10 000 andere cellen verbonden en onze hersens hebben zo’n 85 tot 100 miljard hersencellen. Volgens Modha is dat geen punt, omdat de chip eindeloos opschaalbaar zou zijn. “We hebben het niet over een verbetering van 10 of 15% maar over ordegroottes.”
Om te demonstreren wat de chip vermag werd van een toren van de Stanford-universiteit gefilmd en de enkele chip analyseerde zonder vertraging welke beeldpunten voetgangers voorstelden, welke fietsers, bussen enzovoorts. Volgens de IBM-onderzoekers zijn er talloze toepassingen voor de ‘hersenchip’, van brillen die visueel gehandicapten helpen hun weg te vinden tot robots die een rampplek kunnen doorzoeken (een actueel thema, gezien de gebeurtenissen na de ramp met het Maleisische vliegtuig in Oekraïne).
Volgens Wilson is de doelmatigheid van TrueNorth nog niet veel groter dan van de kleinste onderdelen van mobieltjes en camera’s. “Ook camera’s van mobieltjes kunnen gezichten herkennen en die zijn ook geoptimaliseerd voor een laag stroomverbruik.” Er zou volgens haar nog een concurrent zijn die door het bedrijf Movidius zou worden ontwikkeld, zij het dat die specifiek bedoeld is voor beeldverwerking. Die chip zou zelfs nog minder energie gebruiken dan TrueNorth, stelt ze, en die zou ook geïnspireerd zijn op de werking van de menselijke hersens.
Bron: BBC