Електронні пристрої, які імітують роботу клітин головного мозку котів, колись зможуть  допомогти комп’ютерам сприймати і опрацьовувати інформацію так, як це роблять люди. Вони дозволяють виконувати набагато складніші операції та приймати рішення, які не під силу сучасним процесорам, стверджують розробники. “Ми будуємо комп’ютери таким же чином, як природа створила мозок”, – говорить Вей Лу, науковець Університету Мічигана (США).

Мікрочіпи зазвичай будуються з транзисторів – елементів, які можуть перебувати в одному з двох станів – 0 або 1, що представляє собою цифру у двійковій системі числення. Пристрої, що розробляються в Університеті Мічигана, використовують т.зв. мемристори – елементи електронних схем, які пам’ятають історію своїх станів – яке значення та протягом якого часу воно зберігалося.

Такі можливості мемристорів роблять їх аналогами синапсів головного мозку, які з’єднуть його клітини – нейрони. Синапси служать базовими елементами, які формують нервові ланцюжки між тисячами нейронів, і, так само як і мемристори, здатні запам’ятовувати конфігурацію таких ланцюжків.

Один з найскладніших у світі суперкомп’ютерів – Дон (Dawn), розміщений  у Ліверморській національній лабораторії, – може імітувати 1 млрд нейронів і 10 трлн синапсів, що перевищує структуру мозку котів. Це гігантська машина з більш ніж 140000 центральних процесорів, яка споживає мільйони ват електроенергії, а працює вона у 100-1000 разів повільніше, ніж мозок кішки.

У звичайному комп’ютері елементи логіки і пам’яті розташовані у різних частинах схеми, і кожен елемент підключений тільки до невеликого числа сусідів в ланцюзі. Як наслідок, звичайні комп’ютери працюють  прямолінійно, рядок за рядком, що робить їх вправними у виконанні відносно простих завдань з обмеженою кількістю параметрів. Мозок може одночасно здійснювати багато елементарних операцій, що дозволяє нам впізнавати людину за обличчям за мить, в той час як суперкомп’ютеру для цього необхідно надзвичайно багато часу та енергії.

Розробники під керівництвом Вея Лу працюють над застосуванням мемристорів для моделювання роботи головного мозку. Їхня ідея полягає у зовсім іншому підході до побудови обчислювальної техніки. Створена науковцями система із двох електронних схем, з’єднаних мемристором, імітує два нейрони та один синапс і володіє пам’яттю та здатністю “навчатися”. Такі елементи, як вважається, є основою пам’яті та здатності набувати нові знання у ссавців.

Наразі метою дослідників є створення компактного електронного мозку, який би був наділений інтелектом кота – наприклад, щоб він був здатний знайти найкоротший шлях від дверей до дивана у кімнаті, заставленій меблями, навіть якщо диван постійно переміщувати.

Практичним застосуванням такого електронного мозку розробники вважають безпілотні військові машини, які могли б самостійно приймати рішення, не передаючи зображення своїх камер диспетчерам та очікуючи від них команд.

Мемристори також можуть прислужитися і для збільшення потужності звичайних комп’ютерів – оскільки це елементи пам’яті, які самі можуть здійснювати обчислення, логічні функції могли б виконуватися всередині пам’яті, а не у центральному процесорі.

За матеріалами www.msnbc.msn.com