Цифровой журнал «Компьютерра» № 185 - Коллектив Авторов

Для этого компьютерная техника должна постоянно развиваться в направлении «очеловечивания» и всё больше опираться на алгоритмы самообучения. Иными словами – как можно точнее копировать суть работы мозга, сохраняя запредельную скорость обработки числовых данных.

Компания IBM при поддержке Корнеллского университета и DARPA уже многие годы разрабатывает такой искусственный мозг. До сих пор в научном мире нет единого мнения о многих аспектах функционирования неокортекса. Поэтому задача не состоит в том, чтобы воссоздать на массиве транзисторов работу коры головного мозга в деталях. Скорее есть понятное желание сотворить на базе компьютерных технологий нечто работающее похожим образом. Требуется не более быстрый автомат, а гибкая вычислительная система, хотя бы частично проявляющая свойства мышления живых организмов.

http://www.youtube.com/watch?v=J69EJxUr8mw

Значимых успехов в этой области удалось достичь в прошлом году: тогда с помощью второго по мощности суперкомпьютера из списка Топ-500 сымитировали работу ста триллионов синапсов. Конечно, эмуляция происходила с большой долей условности, а скорость обработки сигналов была оценена в полторы тысячи раз ниже, чем у реальной группы нейронов. Более быстрая и точная имитация работы всего нескольких нейронов по-прежнему требует десятков тысяч процессорных ядер.

В IBM Research стараются научить компьютеры не просто считать быстрее, но и проявлять отдельные элементы мыслительного процесса. По мнению исследователей, компьютеры будущего не должны слепо следовать алгоритму, как это было до сих пор. Они станут учитывать множество второстепенных факторов, свой прошлый опыт и будут даже немного колебаться в принятии решений — совсем как человек.

Агентство перспективных оборонных научно-исследовательских разработок США щедро финансирует связанную с этой инициативой программу SyNAPSE (Системы нейроморфной адаптивной масштабируемой пластичной электроники). Её главная цель — обеспечить компьютеры теми способностями, которые у человека пока ещё развиты лучше.

http://www.youtube.com/watch?v=agYJSdMWXYQ

Особенно это касается восприятия, умения принимать решения в условиях жёсткого дефицита достоверных данных и придумывать нестандартные выходы из ситуаций, в которых не приходилось бывать прежде.

Интерес DARPA вполне понятен. Сегодня управляемые операторами БПЛА уже показали свою эффективность. Осталось убрать операторов и связанные с ними задержки в передаче управляющих команд, чтобы Пентагон получил более совершенные и самодостаточные образцы боевой авиации.

В IBM Research убеждены, что так называемые когнитивные вычислительные системы найдут самое широкое применение и вскоре полностью изменят наши представления о компьютерной технике, которая до сих пор базируется на архитектуре фон Неймана.

Впервые о проекте открыто заговорили в 2008 году. Через год коллектив IBM Research отчитался о завершении подготовительного этапа — так называемой «фазы 0», на которой был сформулирован план исследований и решены общие вопросы.

К 2011 году был завершён первый этап проекта, заключавшийся в разработке фундаментальной архитектуры вычислительных блоков, эмулирующих работу нейронов. Ключевым требованием была масштабируемость архитектуры, поскольку от отдельных групп нейронов по мере роста доступной вычислительной мощности требовалось переходить к имитации работы целых отделов коры головного мозга.

Сегодня коллектив IBM Research говорит о новых успехах. Команде удалось провести объёмное исследование под названием «крупномасштабное корковое моделирование». Оно было сфокусировано на таких особенностях работы мозга, как сверхнизкий уровень энергопотребления и высочайшая плотность хранения данных. По результатам длительного эксперимента был создан новый алгоритм, позволяющий моделировать работу мозга более точно и ценой меньших затрат.

На его основе под руководством ведущего специалиста Дхармендра Модха был разработан язык программирования, ориентированный на создание приложений для когнитивных вычислений. Дальнейший этап — создание полноценной среды разработчика, поддерживающей весь цикл программирования — от проектирования до отладки и развертывания нового поколения приложений, способных частично имитировать свойства мозга. В конце неделе IBM представит свои разработки на Международной совместной конференции по нейронным сетям в Далласе.

К оглавлению

Коммуникации низких энергий: для чего Apple купила Passif и будет ли в iWatch батарейка?

Евгений Золотов

Опубликовано 08 августа 2013

В первых числах августа по англоязычным новостным лентам промелькнуло известие о необычной сделке. За неназванную сумму была приобретена никому не известная Passif Semiconductor Corp. из Кремниевой долины. В самом характере покупки не было ничего, что привлекло бы внимание публики: несмотря на то что покупателем выступила компания Apple, уплаченная сумма, предположительно, не превышала сотни миллионов долларов (сущая мелочь по нынешним временам), да и ярких продуктов — вроде красивого мобильного приложения — у Passif нет, занимается она скучной для обывателя темой проектирования «полупроводников». Поэтому средства массовой информации сделку в общем не заметили.

И напрасно. Потому что, следуя в направлении, указанном Apple, мы окажемся в увлекательной области так называемых низкоэнергетических коммуникаций.

Эволюцию цифровых устройств можно измерять разными шкалами, и одна из них — это шкала энергозатрат при передаче данных. Древние модемы и сотовая связь оказываются среди самых расточительных подвидов: мощность сигнала тут измеряется единицами ватт. Популяризованный в конце 90-х IEEE 802.11, более известный как Wi-Fi, обеспечивает уже на порядок лучший «расход» (доли ватта). Непосредственно с ним граничит Bluetooth, пиковая мощность которого начинается с одной десятой ватта (для стандарта Class 1) и простирается вплоть до одной тысячной (для Class 3). Наконец, NFC обходится ещё меньшим. Проблема, однако, в том, что, несмотря на два десятилетия прогресса, коммуникации всё ещё остаются одной из самых энергозатратных функций для персональной электроники. И расслабиться, взять тайм-аут, не удастся: по мере того как вселенная бытовой электроники закручивается вокруг смартфонов и планшетов (см. вчерашнюю «Как смартфон с фотоаппаратом расправился»), нагрузка на коммуникационную часть растёт, в последние годы — лавинообразно.

Чем дальше, тем больше мы отходим от навязанной персональными компьютерами коммуникационной концепции «человек — человек». Мобильным устройствам вроде смартфонов всё чаще приходится не просто передавать речь или текстовые сообщения, а общаться с другими железками, причём зачастую весьма специфического свойства и функционала. В роли таких «неполноценных помощников» выступают, к примеру, гаджеты самоквантования (электронные браслеты, медальоны и прочее подобное, которые следят за физиологическими показателями человека и передают отправленные данные на смартфон), «умные часы», киберочки, электронные бирки (вроде показанной выше Tile).

А в ближайшем будущем ожидается настоящий взрыв их разнообразия за счёт появления бесчисленного множества локально-контекстных «маячков»: дешёвых, маломощных цифровых передатчиков, которые, будучи установлены в парках, магазинах, на автостоянках, да в любых общественных местах, помогут оказавшемуся поблизости человеку со смартфоном или самому смартфону сориентироваться (с точностью до сантиметров), получить какую-то ценную для данной точки информацию. Так, автомобиль, направляясь по сигналам таких маячков, сможет сам припарковаться, отдыхающие в парке узнают направление к аттракционам, посетитель музея будет сопровождаться автоматическим гидом, покупателю, покидающему магазин, вручат виртуальный купон и т. д. Важно, что связь во всех этих случаях должна вестись посредством чрезвычайно энергоэкономичного протокола, чтобы «маячки» могли работать месяцами без подзарядки, не выключаясь, а смартфон в столь интерактивном пространстве продержался хотя бы день.

Концепцию локально-контекстных устройств сейчас активно прорабатывает Apple (см. location beacons в iOS 7) и в меньшей степени Google (вспомните инициативу [email protected]), но, честно говоря, пионером тут была Nokia. Её стратеги ещё в середине «нулевых» предвидели время, когда мобильник будет нужен не столько для редкой связи человека с человеком, сколько для постоянных межмашинных коммуникаций. Вопрос энергозатрат в такой ситуации станет критически важным. Существующие популярные коммуникационные технологии ответа на него не дают: они либо слишком прожорливы, либо чересчур «близоруки». Пробел восполнила Bluetooth Low Energy, ставшая к настоящему моменту де-факто лидером низкоэнергетических коммуникаций.