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CPU analógica MIT

Con 400 transistores y técnica de fabricación CMOS, un grupo de investigadores del MIT ha creado el primer chip de computadora que imita de manera análoga, el sistema de comunicación basado en iones, de la sinapsis entre dos neuronas. Es un modelo arriesgado de procesador de tipo cerebral (red neuronal), pero vamos a poner esto en perspectiva: El cerebro humano tiene alrededor de 100 mil millones de neuronas y cada neurona puede estar conectada otros miles de neuronas mediante la sinapsis. Hay trillones o cuatrillones de sinapsis en el cerebro humano.

Hay tres maneras en las que se puede intentar modelar el cerebro humano en silicio: Se puede sumar más y más potencia de procesamiento al problema hasta llegar a la capacidad del cerebro, se puede crear una parrilla de aprendizaje de tipo crossbar switch que simula las múltiples conexiones entre las neuronas (pero se hace demasiado grande muy rápidamente), o se puede ir hasta el final y usar tecnología analógica para imitar en realmente la química cerebral, Canales de comunicación basados en iones que fluyen entre sinapsis. Es esta última categoría es en la que el nuevo chip de MIT esta encuadrada.

Contrariamente a la secundaria de instituto que has recibido, las neuronas en cerebros de los animales, incluyendo la muestra fantástica instalada en tu cráneo, simplemente no se “enciende”. Cada neurona tiene miles de sinapsis, y el flujo de electricidad a través de las sinapsis está controlada por el flujo de iones, moléculas cargadas de sodio, potasio, cloro y calcio. Es la concentración de estos iones, el tiempo de los impulsos eléctricos generados por las neuronas, y miles de otros factores, los que al final dirigen la colosal potencia de proceso paralelo de la que es capaz el cerebro.

Los científicos e ingenieros han tratado de modelar redes neuronales “tipo-cerebro” con anterioridad, por supuesto, pero la lógica transistor-transistor es fundamentalmente digital – y el cerebro es completamente analógico. Las neuronas no cambian de repente de “0” a “1” – pueden ocupar una escala casi infinita de datos analógicos, en valores intermedios. Se puede aproximar la función analógica de las sinapsis mediante el uso de la lógica difusa (y poniendo procesadores a porrillo), pero ese método sólo llega hasta ahí.

El chip del MIT – los 400 transistores (en la foto) – se dedica a modelar cada posible propuesta biológica en una única sinapsis. “Ahora tenemos una manera de capturar todos y cada uno de los procesos iónico que ocurren en una neurona”, dice Chi-Sang Poon, investigador del MIT, que trabajó en el proyecto. El siguiente paso? Ampliar el número de sinapsis y la construir partes específicas del cerebro, como nuestro sistema de procesamiento visual o el sistema de control motor. El objetivo a largo plazo sería proporcionar componentes biónicos que aumenten o reemplacen partes de la fisiología humana, tal vez en las personas ciegas o discapacitados.

Por supuesto, con los procesadores analógicos reales surge la inteligencia artificial real, también – y no del tipo que requiere megavatios de potencia y un hangar lleno de racks de servidores. Con la tecnología actual más avanzada se necesitan horas o días para simular un simple circuito cerebral. Con el chip del cerebro del MIT, la simulación es “más rápido que el sistema biológico en sí.”

Vía: ExtremeTech (post original en Ingles)
Traducción propia (espero que los errores no sean demasiado garrafales)