life, coding, and stuff

22 August 2011

IBM kembangkan chip yang mampu belajar dan mengingat seperti otak


IBM dengan bantuan DARPA telah membangun dua prototip chip yang disebut "neurosynaptic chip". Dibuat berdasarkan kerja neuron dan sinapsis pada otak. Sebuah lompatan besar dalam kecepatan, kekuatan, dan efisiensi komputasi.
                                                 
Prototip chip "neurosynatic" IBM

Dibangun dengan platform semikonduktor silikon/logam oksida berukuran 45 nanometer, kedua chip memiliki 256 neuron. Satu chip memiliki 262,144 programmable synapses and yang lainnya mengandung 65,536 learning synapses — yang dapat mengingat dan belajar dari tindakan mereka sendiri.

Peneliti IBM telah menggunakannya dalam berbagai percobaan dalam navigasi, mesin visi, pengenalan pola, asosiatif memori dan klasifikasi. IBM mengatakan bahwa Ini adalah sebuah langkah maju untuk mengartikan ulang "komputer" sebagai sistem pembelajaran holistik yang dapat beradapatasi, dibanding hanya sebagai kalkulator YA dan Tidak.

"Arsitektur baru ini lebih dari hanya sekedar komputer tradisional Von Neumann, ini adalah sebuah arsitektur yang sangat efisien dan bertenaga" Dharmendra Modha, pemimpin proyek untuk IBM Research, dalam sebuah wawancara. "Ia mengintegrasikan prosesor dengan memori, terdistribusi secara paralel dengan sangat baik, sehingga mampu menyaingi kekuatan, ruang dan fungsi dari otak".

Pada dasarnya, Arsitektur Von Neuman adalah sebuah sistem dengan dua portal, yang digunakan untuk Input dan Output data. Hal ini menimbulkan sebuah "bottleneck" yang dapat membatasi kecepatan transfer memori. IBM menghilangkan kemacetan itu dengan meletakkan sirkuit untuk data komputasi dan penyimpanan bersama-sama, memungkinkan sistem untuk menghitung informasi dari beberapa sumber pada waktu yang sama dengan efisiensi yang lebih besar. Seperti halnya otak, chip tersebut memiliki "sinaptic plasticity", artinya wilayah tertentu dalam memori dapat dikonfigurasi ulang untuk melakukan tugas-tugas yang pada awalnya mereka tidak ditugaskan untuk melakukannya.

Tujuan jangka panjang IBM adalah untuk membuat sistem chip dengan 10 milyar neuron dan 10 triliun sinapsis yang hanya mengonsumsi 1 kilowatt listrik dan seukuran kotak sepatu.

Proyek ini didanai oleh divisi SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) milik DARPA. Dan IBM baru menyelesaikan tahap 0 dan 1. Proyek IBM yang melibatkan kolaborator dari Columbia University, Cornell University, University of California-Merced dan University of Wisconsin-Madison ini baru menerima sumbangan tahap 2 sebesar $21 juta. Ilmuwan komputer telah bekerja beberapa waktu untuk mengemulsikan kerja otak, dapat bekerja secara paralel dan sedikit mengosumsi daya. Tahun lalu, Steve Furber, seorang insinyur komputer membuat sebuah jaringan Synaptic Computer yang terdiri dari puluhan ribu chip telepon seluler.

Prestasi yang paling dicatat dalam komputasi berbasis otak adalah memristor (memory resistor). seperti namanya, memristor mampu "mengingat" hambatan terakhir ketika arus melewatinya, sehingga ketika arus melewatinya lagi, hambatan pada sirkuit akan sama seperti sebelumnya. Sehingga sistem akan menjadi lebih efisien.

Peta pikiran: Jalan utama dan dua arah menghubungkan berbagai daerah dari otak seekor Kera Rhesus.


Hewlett-Packard telah mengembangkan memristor sejak 2008 lalu. Untuk komputasi berbasis otak, memristor dapat berfungsi sebagai komputer analog untuk sinaps. Yang mampu menyimpan informasi transfer data sebelumnya. Chip IBM tidak memakai arsitektur memristor, tapi ia mengintegrasikan memori dengan kekuatan komputasi.

Ketika neuron merubah keadaannya, ia hanya mengubah keadaannya sendiri tidak mengubah keadaan yang lain, Sehingga secara fisik anda dapat menempatkan sirkuit untuk melakukan komputasi, dan sirkuit untuk menyimpan keadaan tersebut. Mereka menjadi sangat dekat dengan satu sama lain, sehingga kerjasama antar mereka menjadi sangat efisien. Anda dapat menyimpan bit dalam sebuah memristor, sebuah phase-change memory, sebuah nano-electromechanical switch, SRAM, atau berbagai bentuk memori yang anda ijinkan.

Simulasi Chip: Simulasi chip kognitif. IBM telah merekayasa dua chip yang didasarkan pada desain ini.

Arsitektur baru ini tidak akan menggantikan tradisional komputer, namun "Keduanya akan bersama kita dalam waktu yang lama untuk datang, dan akan terus melayani kemanusiaan," kata Modha.

Idenya adalah bahwa chip di masa depan yang didasarkan pada desain jaringan otak ini akan dapat menelan dan menghitung informasi dari beberapa masukan dan hasilnya masuk akal ---seperti halnya yang dilakukan otak. Sebuah Komputer yang memantau laut mampu merekam dan menghitung variabel-variabel seperti suhu, tinggi dan akustik gelombang , dan akhirnya memutuskan untuk mengeluarkan peringatan tsunami atau badai. Atau sebuah pemilik toko kelontong dapat menggunakan sarung tangan khusus yang memonitor bau, tekstur dan penampilan untuk menandai produk yang terkontaminasi, kata Modha.

Untuk melakukannya, otak menggunakan sinyal-sinyal listrik antara beberapa 150 triliun sinapsis, otak kita membutuhkan sekitar 20 watt berfungsi. Memahami bagaimana hal ini bekerja adalah kunci untuk membangun komputer berbasis otak, membuat IBM bekerja dengan neuroscientist untuk mempelajari otak monyet dan kucing. penelitian tersebut sedang berjalan, kata Modha.

Tapi memang butuh beberapa waktu lagi sebelum komputer benar-benar tepat meniru apa yang telah Tuhan berikan pada otak kita.




Membaca tulisan tangan: peneliti IBM, John Arthur (kiri) dan Paul Merolla menunjukkan pengenalan tulisan tangan oleh chip komputasi kognitif. Komputer menafsirkan apa yang Paul telah menulis (kanan layar) menghasilkan gambar angka "2" di kiri layar.



Referensi : Popular Science

0 Comments:

Post a Comment

Popular Posts