El revolucionario chip con un millón de neuronas

Concentradas en un chip del tamaño de una estampilla, un millón de “neuronas” informáticas se inspiran en el cerebro para conectarse juntas y procesar datos de una forma nueva y más eficiente.

Chip de IBM

En ese pequeño rectángulo dorado se concentran un millón de unidades informáticas denominadas “neuronas” porque funcionan como las células del cerebro humano.

Este nuevo chip ha sido descrito como una supercomputadora del tamaño de una estampilla.

Cada una de sus neuronas se conecta con otras 256 y juntas pueden registrar las características principales de una escena visual en tiempo real con muy poco gasto energético.

Su diseño es el resultado de una colaboración de largo aliento liderado por IBM y los detalles de su funcionamiento se explican en un estudio publicado en la revista especializada Science.

Dharmendra Modha, autor principal del trabajo, le dijo a la BBC que el nuevo procesador es “una nueva máquina para una nueva era”.

Sin embargo, llevará tiempo para que el chip, llamado TrueNorth, pueda ser útil comercialmente.

Nueva generación

Esto se debe en parte porque los programas deben diseñarse desde cero para funcionar con este tipo de chip, en lugar de con el estilo tradicional que fue concebido en 1940 y aún impulsa a casi todas las computadoras modernas.

Aquel diseño, en el que procesador y memoria están separados, se combina naturalmente con operaciones secuenciales matemáticas.

Pero la estructura interconectada inspirada en la biología de sistemas “neuromórficos” como el de TrueNorth es, según los expertos, mucho más eficiente a la hora de procesar un montón de datos al mismo tiempo.

Conexiones del chip de IBMCada uno de los 4.096 núcleos neurosinápticos del chip tiene 256 neuronas interconectadas.

“Nuestro chip integra computación, comunicación y memoria de forma muy estrecha”, dijo Modha.

En lugar de los binarios 0 y 1, las unidades computacionales son impulsos. Cuando sus entradas son suficientemente activas, una de las neuronas genera un estímulo y lo envía a través del chip a otras neuronas y las acerca.

Así que para estos sistemas de estímulos en red el software tiene que escribirse de forma totalmente diferente.

“Será interesante ver el desarrollo de esos programas”, comentó al respecto Sophie Wilson, una eminente ingeniera informática de Cambridge, Reino Unido.

Wilson, miembro de la Real Academia de Ingeniería británica y de la Real Sociedad, dice que puede apreciar el papel que puede cumplir esta nueva generación de estrategias computacionales.

“Está claro que el procesamiento convencional se está volviendo complicado para alguna de estas tareas”, le dijo Wilson a la BBC.

“Google Images, por ejemplo, hace un gran trabajo al reconocer imágenes de gatos, pero usa un grandes despliegues de computadoras para hacerlo”.

Red

El chip TrueNorth está formado por “núcleos neurosinápticos” de 256 neuronas cada uno, que habían sido lanzados por IBM en 2011.

Pero lo que hicieron Modha y es crear una red interconectada de 64×64 de estos núcleos en un único chip con un millón de neuronas en total.

Gafas de IBMLas gafas con este chip pueden ayudar a la percepción visual de personas con problemas de vista.

Como cada una está conectada con otras 256, hay más de 256 millones de conexiones o “sinapsis”.

Esta complejidad es impresionante para un dispositivo fabricado por el hombre de solo 3cm de ancho, pero aun así no puede compararse con el órgano humano al que imita.

Las neuronas cerebrales envían y reciben algo así como 10.000 conexiones cada una.

Modha señala que su chip puede unirse a otros para formar un ensamblaje aún más potente.

Para mostrar la capacidad de TrueNorth, el equipo de Modha lo programó para hacer una demostración de percepción visual.

En un video filmado desde una torre en la Universidad de Stanford, un único chip analizó las imágenes en movimiento en tiempo real e identificó con éxito que grupos de píxeles representaban peatones, ciclistas, autobuses, autos y camiones.

Esta es la clase de tarea en la que el cerebro sobresale, y que aún le cuesta a las computadoras tradicionales.

Nuevos horizontes

Bola robótica de IBMUna de las aplicaciones posibles es robot que pueda explorar de forma remota un entorno peligroso.

Según Modha, este chip podría abrir el camino para una nueva generación de aplicaciones, desde gafas para ayudar a navegar a personas con dificultades de visión hasta robots que rastreen el escenario de una catástrofe.

Pero algunas de sus ventajas podrían ser sobrestimadas.

Steve Furber, un ingeniero computacional de la Universidad de Manchester que trabaja en un proyecto igualmente ambicioso de estimulación cerebral llamado SpiNNaker.

Esta iniciativa usa una estrategia más flexible, donde las conexiones entre las neuronas no están prefijadas.

Furber, tal como le dijo a la BBC, cree que el tiempo dirá qué estrategia es más exitosa en diferentes aplicaciones.

“Es una pieza de integración interesante y agresiva”, dijo Furbes con respecto al chip de IBM.

Por su parte, Wilson también señaló que la eficiencia de True North, aunque pueda superar la de una gran supercomputadora, no está muy lejos de los últimos dispositivos pequeños como teléfonos inteligentes y cámaras que ya están diseñados para minimizar el uso de batería.

“Las cámaras de los móviles pueden reconocer caras”, añadió la experta.

Además, hay otro chip hecho por la compañía Movidius, creado muy específicamente para procesar imágenes, que usa menos energía que TrueNorth.

Ese producto también ha tomado elementos del cerebro humano para su estrategia computacional.

 

Fuente: BBC

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