El equipo de computación cognitiva, liderado por IBM Research, anunció un avance significativo hacia la creación de un sistema de computación que simula y emula las capacidades del cerebro en cuanto a sensación, percepción, acción, interacción y cognición, compitiendo con el bajo consumo de energía y el tamaño compacto del cerebro.
Los científicos, en IBM Research Almaden, en colaboración con el Lawrence Berkeley National Lab, han realizado la primera simulación cortical del cerebro casi en tiempo real que supera la escala de una corteza de gato y contiene mil millones de neuronas en actividad y 10 billones de sinapsis de aprendizaje individuales. Además, en colaboración con investigadores de la Universidad de Stanford, los científicos de IBM desarrollaron un algoritmo que explota la arquitectura de supercomputación Blue Gene a fin de medir y mapear en forma no invasiva las conexiones entre todas las ubicaciones corticales y subcorticales dentro del cerebro humano utilizando imágenes ponderadas de difusión de resonancia magnética.
El mapeo del diagrama de conexiones del cerebro es crucial para dilucidar su vasta red de comunicación y comprender cómo representa y procesa la información.
Estos avances proporcionarán un banco de trabajo único para explorar la dinámica computacional del cerebro y prometen acercar más al equipo a su objetivo de realizar un chip sinaptrónico compacto y de baja potencia utilizando nanotecnología y avances en la memoria de cambio de fase y uniones de túnel magnético.
Aprender del cerebro es una forma atractiva de superar los desafíos que hoy enfrenta la computación en materia de energía y densidad,” comentó Josephine Cheng, IBM Fellow
y directora del laboratorio de IBM Research – Almaden. “A medida que los mundos físicos y digitales siguen fusionándose y la computación se integra a la trama de nuestras vidas cotidianas, resulta imperativo crear un sistema de computación más inteligente que pueda ayudarnos a extraer sentido de la creciente cantidad de información que tenemos a disposición, de la misma manera en que nuestros cerebros pueden interpretar y actuar rápidamente frente a tareas complejas.”
Para realizar la primera simulación cortical del cerebro casi en tiempo real que superara la escala de la corteza de gato, el equipo construyó un simulador cortical, llamado C2, que incorpora una serie de innovaciones en computación, memoria y comunicación así como detalles biológicos sofisticados tomados de la neurofisiología y neuroanatomía. Esta herramienta científica, análoga a un acelerador lineal o un microscopio de electrones, es un instrumento crítico utilizado para comprobar hipótesis de la estructura, dinámica y función del cerebro. La simulación se realizó utilizando C2 en la supercomputadora Dawn Blue Gene/P del Lawrence Livermore National Lab con 147,456 CPUs y 144 terabytes de memoria principal.
El algoritmo, en combinación con el simulador C2, permite a los científicos experimentar con diversas hipótesis matemáticas de la función y estructura del cerebro y cómo la estructura afecta la función, en su trabajo por descubrir los micro y macro circuitos computacionales centrales del cerebro.
Esta fase de la investigación se enfocará a los componentes, arquitectura símil cerebral y simulaciones para construir un chip prototipo. La misión a largo plazo de la iniciativa de computación cognitiva de IBM consiste en descubrir y demostrar los algoritmos del cerebro y hacer posible computadoras cognitivas compactas y de bajo consumo energético que se aproximen a la inteligencia a la escala de mamíferos y utilicen mucha menos energía que los sistemas de cómputo actuales.
Enlace: IBM Research
Tags: Blue Gene, C2, ibm, IBM Research, mapeo cerebral, simulación cortical
