مهندسين بيولوجيين يبنون دارة كهربائية على غرار الدّماغ البشري

السلام عليكم

قام علماء من جامعة ستانفورد بانشاء نظام عتادي مبني على أساس الدماغ البشري قادر على أن يحاكي بالزمن الحقيقي  real-time عمل مليون عصبون وبلايين الوصلات المتشابكة باستعمال مقدار مشابه للطاقة المستخدم لتشغيل حاسب لوحي فقط.

إن توليد نماذج تستطيع محاكاة نشاط الدماغ عملٌ صعب. فالحواسيب الشخصية المصممة لتحاكي عمل القشرة الدماغية للفأر تعمل أبطأ بـتسعة ألاف مرة من الدماغ الحقيقي و تستهلك من الطاقة حوالي أربعين ألف مرة أكثر منه.

يطمح مشروع الدماغ البشري إلى محاكاة عمل القشرة الدماغية لدماغ بشري. ولكن على وضعه الحالي متوقع أن يحتاج للطاقة ما يحتاجه 250000 منزل!

 أنشأ العلماء في هذه الدراسة نظاماً يدعونه الشّبكة العصبونية Neurogrid وهو تمثيل لـ 16 رقاقة نواة عصبية تمّ وصلها بشكل متكامل في ما بينها على لوحة الدّارة.

كل نواة عصبية تدعم 65,536 عصبون. أي أكثر من مليون عصبون يمكن محاكاة عملها سويةً مع المليارات من وصلاتهم التشابكية وبالزمن الحقيقي. وبشكل مثير للاعجاب تتطلب أيضاً للتشغيل فقط 3 واط. بينما يستهلك حاسب شخصي يحاكي ضعف عدد العصبونات مئات من الواط و أبطأ بحوالي 9000 مرة من الزمن الحقيقي.

هذا النظام الجديد يمكن أن يفتح أبواباً جديدة في مجال الروبوتات و نمذجة الدماغ، ويأمل العلماء بأن يتحول النظام في نهاية المطاف إلى نظام متاح بأسعار مقبولة وذلك يمكن أن يستعمل من قبل الباحثين على نطاق واسع بدون الحاجة لمعرفة واسعة بأعمال الدماغ .

للأسف العيب في الوقت الراهن هو التكلفة العالية المستخدمة في التطوير. حيث تكلّف كل شبكة عصبية Neurogrid حوالي 40000 دولار.

غير أن التكنولوجيا التي يستخدمها الفريق حالياً حديثة عمرها 15 سنة. وإذا انتقلوا إلى عمليات تصنيعية أحدث فإنهم سيكونون قادرين على تخفيض التكاليف لحوالي 400 دولار فقط. ليس هذا فقط. وإنّما يمكن أيضاً أن يسمح لهم بزيادة الذاكرة لكل نواة عصبية باثنين من أنظمة الأحجام.
ولكن بغض النظر عن كفائتها بالمقارنة مع أنظمة أخرى. فإنّها ضئيلة بالمقارنة مع العمل المذهل الذي يقوم به الدماغ البشري. حيث يستهلك تشغيل شبكة بنحو 80.000 ضعف العصبونات، حوالي ثلاث أضعاف استهلاك الشبكة العصبية Neurogrid من الطاقة فقط.

يوجد رؤى مستقبلية كبيرة لدى العلماء لهذا النظام. تملك الشبكة العصبية Neurogrid كفاءة مذهلة وسرعة يمكن تطبيقها في مرحلة ما للتحكم بالأطراف الاصطناعية لتعمل على نحو مشابه لأفعالنا. حيث يأملون النهاية امكانية زرعها في دماغ شخص مشلول لتعمل كمترجم مما يسمح بحركة الأطراف الاصطناعية.

نشرت النتائج في أعمال معهد المهندسين الكهربائيين و الالكترونيين(IEEE).

كل,مقالات معلوماتية وتكنولوجية,منشورات ومواضيع هامة,

عبر عن مدى إستفادتك بتقييمك للموضوع :

{[['']]}