В погоне за мозгом

Энди Гринберг Forbes Contributor
IBM сооружает компьютер, который моделирует работу мозга. Пока что кошачьего

Современные суперкомпьютеры способны за несколько часов произвести вычисления, занимающие годы даже у мощных персональных систем. Но при решении самых, казалось бы, несложных задач вроде распознавания образов они тушуются на фоне компьютера весом 1300 г, потребляющего меньше энергии, чем электрическая лампочка. Этот компьютер — человеческий мозг. Ученые не могут не только воспроизвести, но даже понять многие функции мозга. Но если точно повторить их пока нельзя, можно хотя бы научить суперкомпьютер их моделировать, надеется IBM.

На суперкомпьютерной конференции SC09 компания объявила о запуске проекта Blue Matter, над которым ее сотрудники работают вместе с коллегами из пяти американских университетов и Национальной лаборатории Лоуренса Беркли. Blue Matter — это попытка создать компьютерную платформу для моделирования функций мозга. Результаты огромного количества магнитно-резонансных сканирований мозга были загружены в суперкомпьютер Blue Gene P, который создал модель из миллиарда нейронов и 10 трлн синаптических контактов между ними — примерно столько их в голове у кошки. В человеческом мозге — в 20-25 раз больше.

«У нас никогда еще не было такого грандиозного инструмента, — говорит Дармендра Модха, куратор проекта со стороны IBM. — С его помощью мы сможем глубже, чем когда-либо, понять работу мозга и попробовать впоследствии создать что-то подобное. Это может придать кибернетике новый импульс — импульс, которого мы ждали больше 60 лет».

$20 млн в бюджет проекта поступили из исследовательского отдела Пентагона. Участники проекта надеются, что, поняв особенности работы мозга, смогут воспроизвести в чипах и программном обеспечении его познавательные способности и сверхнизкое энергопотребление. Нейроны и связывающие их синапсы, напоминает Модха, справляются со многими задачами, которые не под силу суперкомпьютерам: анализом неоднозначной информации, распознаванием образов и мгновенным отбором важных сведений в лавине данных, поступающих от органов чувств. Самым мощным ЭВМ не снились такие человеческие способности, как умение читать незнакомый шрифт или вести машину в условиях плохой видимости.

Навык работы с огромными массивами данных важен и для другого начинания IBM, известного под названием «Умная планета». Компания хочет установить сенсоры, беспрерывно собирающие сведения о работе инфраструктуры, чтобы при помощи этих данных оптимизировать работу систем транспорта, электро- и водоснабжения.

«Нам только нужно научиться справляться с этим беспрерывным информационным взрывом, — говорит Модха. — Если бы компьютеры освоили приемы человеческого мозга, они смогли бы делать точно то же, что умеем мы, — мгновенно разбираться в происходящем. Мозг это умеет, а значит, и компьютер сможет».

Суперкомпьютер Blue Gene, который будет использоваться в проекте Blue Matter, имеет 144 терабайта памяти и основан на кластере из 150 000 процессоров общей мощностью 0,5 петафлопа. Это значит, что он может совершать 500 трлн операций в секунду — за восемь часов такая машина справится с задачей, на которую у обычного ноутбука с интеловским процессором уйдет 500 лет.

Несмотря на всю эту мощь, от создания компьютера, подобного мозгу, нас отделяют долгие годы, если не десятилетия. Джим Олдс, директор Института высших исследований при Университете Джорджа Мейсона, замечает, что, даже оставаясь на уровне кошачьего мозга, модель IBM все равно отражает лишь от 10 до 20% проходящей через нейронную сеть информации. Это может оказаться очень серьезным недостатком, поскольку науке пока неизвестно, какие физиологические компоненты деятельности мозга важнее всего для его функционирования. «Количество неизвестных неизвестно, — говорит Олдс. — Факторы, не учтенные в модели, могут оказаться ключевыми».

Олдс признает, что в моделировании мозга IBM продвинулась дальше, чем кто-либо, в том числе и его собственный институт. Он вполне согласен с тем, что успех Blue Matter станет залогом прогресса в науке о мозге, научит нас бороться со многими заболеваниями и строить новые типы компьютеров. «Мы скопили горы данных, но этот проект может дать нам теорию, без которой нам в них не разобраться. В нашей области пока еще не было своего Эйнштейна. Без основополагающей теории мы похожи на энтомологов, бегающих по лугам и измеряющих размах крыльев у бабочек».

Осознавая, сколь многое зависит от успеха проекта, Модха готов преодолевать любые трудности — даже те, о существовании которых он пока не имеет представления. «Результатом нашей работы станут не новые продукты, а целые отрасли. Риск, конечно, велик, но я не вижу ничего более достойного таких усилий», — говорит ученый.

Новости партнеров