По словам Лу, обычные компьютеры смогли бы справиться, к примеру, с задачей по нахождению кратчайшего пути от входной двери до дивана в комнате, полной мебели, располагая только данными о форме дивана. Однако в случае перемещения объекта поиска, применяемый алгоритм перестанет действовать и стандартные вычислительные машины зайдут в тупик, в то время, как компьютер, механизм вычислений которого аналогичен ходу процессов распознавания объектов в голове кошки, с легкостью справится с поставленной задачей.

Такие суперкомпьютеры может быть создан на основе изобретенной ранее этой же группой ученых, под руководством Лу, технологии, которую назвали "мемристор". Это устройство является улучшенным аналогом транзистора и действует по принципу синапсов мозга, запоминая информацию о прошедших через прибор электрических сигналах. Именно способность к запоминанию, а также возможность включать мемристоры в механизмы электрических цепей, станет основой самообучаемости новых компьютеров.

"Идея состоит в использовании совершенно иной парадигмы, нежели в обычных компьютерах. Мозг кошки ставит перед собой задачи, которые гораздо примитивнее тех задач, которые решает мозг человека, однако создать технологию, аналогичную по сложности и эффективности, очень сложно", - отметил Лу. На сегодняшний день самые современные суперкомпьютер потенциально способны выполнять определенные задачи с функциональность мозга кошки, но такая машина должна быть оснащена более чем 140 тыс. центральных процессоров, а также специальной схемой питания. При всем при этом компьютер все равно будет решать задачи в 83 раз медленнее, чем мозг кошки, утверждает Лу.

В мозге млекопитающих нейроны связаны друг с другом синапсами, которые действуют как переключатели в электрических цепях и могут образовывать связи между тысячами нейронов. Самое главное свойство синапсов заключается в способности запоминать эти путей, основываясь на силе и времени электрических сигналов, генерируемых нейронами.

В обычном компьютере блоки, отвечающие за функции логики и за память разделены и каждый вычислительный блок связан только с небольшим числом соседей по цепи. Из-за этого такие машины выполняют требуемые действия последовательно, в соответствии с кодом, строка за строкой, отметил Лу. Этого достаточно для решения относительно простых задач, с ограниченным переменных.

В отличие от существующих компьютеров, мозг может выполнять множество операций одновременно, или параллельно. Его способность мгновенно распознать по внешнему виду объект, недоступна даже терафлопсовым суперкомпьютерам, и займет гораздо больше времени, а также потребует значительно большего расхода энергии, затраченной на это действие.

На сегодняшний день ученые смогли создать действующую систему из двух электросетей с одним мемристором, которая продемонстрировала способность к обучению и запоминанию прошедших по ней электрических импульсов. Этот механизм ученые называют "изменение пластичности в зависимости от времени" (spike timing dependent plasticity), он основан на способности нейронов увеличивать мощность проходящего сигнала, используя связи между ними, и считается основой способности мозга млекопитающих к обучению.

"Наши исследования доказали возможность изменения электропроводности в электрических системах с использованием мемристоров. В нашем мозге аналогичные изменения в проводимости синапса являются основой долговременной памяти", - уточнил Лу. Следующей целью группы ученых из Мичиганского университета является создание более крупной системы с использованием технологии мемристоров. Конечным результатом работы ученых должен стать суперкомпьютер, размерами не превышающий 2-х литровую емкость. Инженеры надеются создать такое устройство через несколько лет.

Источник: http://www.k2kapital.com/ //news-ru.ucoz.com/