न्यूरोमॉर्फिक सिस्टम: मानव मस्तिष्क से प्रेरित कंप्यूटर

हम आपको बताते हैं कि इनमें कौन और क्यों शामिल है।

/ फोटो पावेल सीज़रविस्की अनस्प्लाश

एक न्यूरोमॉर्फिक चिप क्या है

यह एक प्रोसेसर है जिसका संचालन मानव मस्तिष्क की कार्रवाई के सिद्धांतों पर आधारित है। इस तरह के उपकरण न्यूरॉन्स और उनकी प्रक्रियाओं के काम का अनुकरण करते हैं - अक्षतंतु और डेंड्राइट्स - डेटा के संचरण और धारणा के लिए जिम्मेदार। न्यूरॉन्स के बीच संबंध synapses के कारण बनते हैं - विशेष संपर्क जिसके माध्यम से विद्युत संकेत प्रेषित होते हैं।

न्यूरोमॉर्फिक उपकरणों के कार्यों में से एक छवि मान्यता के लिए दृढ़ तंत्रिका नेटवर्क के प्रशिक्षण में तेजी लाना है। इस तकनीक पर आधारित आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस सिस्टम को नेटवर्क पर प्रशिक्षण डेटा के साथ बड़े पैमाने पर भंडार तक पहुंचने की आवश्यकता नहीं है - सभी जानकारी लगातार कृत्रिम न्यूरॉन्स में निहित है। यह दृष्टिकोण स्थानीय रूप से मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को लागू करना संभव बनाता है। इसलिए, यह उम्मीद की जाती है कि न्यूरोमोर्फिक चिप्स मोबाइल उपकरणों, आईओटी गैजेट्स, साथ ही डेटा केंद्रों में आवेदन पाएंगे।

क्यों इंजीनियर मानव मस्तिष्क से प्रेरित होते हैं

न्यूरोमोर्फिक चिप्स के विकास में शामिल इंजीनियर (हम बाद में उनके बारे में अधिक बात करेंगे), सबसे पहले, मानव मस्तिष्क की उच्च कंप्यूटिंग क्षमताओं पर ध्यान दें।

कई अध्ययनों के अनुसार, हमारे मस्तिष्क में एक एक्सफ्लॉप्स का संभावित प्रदर्शन होता है। ऐसी कंप्यूटिंग शक्ति के पारंपरिक सुपर कंप्यूटर अभी भी विकसित किए जा रहे हैं - पहली मशीनें 2021 से पहले नहीं होने की उम्मीद है ।

इसी समय, मस्तिष्क में अत्यधिक उच्च ऊर्जा दक्षता होती है, जो कि न्यूरोमोर्फिन सिस्टम के विकास में शामिल लोगों के लिए दूसरा महत्वपूर्ण कारक है।

/ फोटो जेसे ऑरिको अनस्प्लैश

बेशक, कृत्रिम प्रणालियों की महत्वपूर्ण सीमाएं हैं। एक नया कार्य सीखने पर पिछले कौशल को "याद रखने" की अक्षमता में तंत्रिका नेटवर्क उनके जैविक समकक्षों से भिन्न होते हैं। कुत्तों को पहचानने के लिए प्रशिक्षित एल्गोरिथम लोगों के बीच अंतर नहीं कर सकता है। लेकिन इस क्षेत्र के विशेषज्ञों को उम्मीद है कि न्यूरोमॉर्फिक चिप्स मल्टी-टास्किंग न्यूरल नेटवर्क के प्रशिक्षण के नए अवसर खोलेंगे और इसी तरह की समस्याओं को हल करेंगे।

पहला न्यूरोमॉर्फिक चिप्स

कृत्रिम न्यूरॉन्स बनाने के पहले प्रयासों को पिछली शताब्दी के 60 के दशक में वापस किया गया था। तब माइक्रोप्रोसेसर टेड हॉफ (टेड हॉफ) के भविष्य के अन्वेषकों में से एक, स्टैनफोर्ड के प्रोफेसर बर्नार्ड विडो (बर्नार्ड विडो) ने एक एकल स्तरीय न्यूरल नेटवर्क बनाया जो मेमर्स पर आधारित था - मेमोरी समारोह के साथ विद्युत रासायनिक घटक । यह माना जाता है कि इस विकास ने न्यूरोमॉर्फिक इंजीनियरिंग की नींव रखी।

80 के दशक में, कार्वर मीड इंजीनियर ने डिजिटल स्विच के बजाय ट्रांजिस्टर को एनालॉग घटकों के रूप में उपयोग करने का सुझाव दिया। 90 के दशक में, मीड के नेतृत्व में एक टीम ने लंबे समय तक जानकारी संग्रहीत करने में सक्षम एक कृत्रिम सिनाप्स पेश किया, और फ्लोटिंग-गेट ट्रांजिस्टर के आधार पर एक न्यूरोमॉर्फिक प्रोसेसर।

उसी समय, अमेरिकी राष्ट्रपति जॉर्ज डब्ल्यू बुश ने " मस्तिष्क के दशक " की शुरुआत की घोषणा की और इस अंग का अध्ययन करने के उद्देश्य से कार्यक्रमों के प्रायोजन के लिए बुलाया। यह सब न्यूरोइंफॉर्मेटिक्स और कम्प्यूटेशनल न्यूरोबायोलॉजी के विकास को गति देता है और इस विषय के आगे के अध्ययन के लिए बुनियादी ढाँचे का निर्माण करता है।

पिछले दस वर्षों में, मस्तिष्क के काम के बारे में मानव ज्ञान नई ऊंचाइयों पर पहुंच गया है। 2013 से, स्विट्जरलैंड मानव मस्तिष्क परियोजना (HBP) विकसित कर रहा है। उसी वर्ष, अमेरिका ने ब्रिन पहल की शुरुआत की । इन पहलों का कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रणालियों के क्षेत्र पर बड़ा प्रभाव पड़ा है और इससे नई न्यूरोमॉर्फिक प्रौद्योगिकियों का उदय हुआ है।

आज क्या विकसित किया जा रहा है

आज, IBM पर न्यूरचिप्स बनाए जा रहे हैं। 2008 में, DARPA के समर्थन से कंपनी के इंजीनियरों ने SyNAPSE कार्यक्रम में भाग लिया, जिसने वॉन न्यूमैन के अलावा अन्य कंप्यूटर आर्किटेक्चर विकसित किए। तीन वर्षों के लिए, आईबीएम 256 कृत्रिम न्यूरॉन्स के साथ एक कोर विकसित करने में कामयाब रहा (उनमें से प्रत्येक के पास 256 सिंकैप्स थे)। तीन साल बाद, कंपनी ने TrueNorth प्रोसेसर पेश किया, जिसमें 4096 ऐसे कोर थे - एक मिलियन से अधिक न्यूरॉन्स। और यह पहले से ही इशारा मान्यता और भाषण मान्यता कार्यों में उपयोग किया जाता है। कंपनी के डेवलपर्स का कहना है कि TrueNorth- आधारित कंप्यूटिंग सिस्टम बिल्ली के मस्तिष्क को सफलतापूर्वक अनुकरण करने में सक्षम होगा। हालांकि, कई विशेषज्ञ ऐसे बयानों को एक स्पष्ट अतिशयोक्ति मानते हैं।

एक अन्य प्रमुख आईटी कंपनी जो न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग सिस्टम विकसित कर रही है वह इंटेल है। पिछले साल उन्होंने लोहि चिप पेश की। इसमें 128 न्यूरोमॉर्फिक नाभिक होते हैं, जिनमें से प्रत्येक 1024 न्यूरॉन्स को अनुकरण करता है। आप पायथन में लिखे एपीआई का उपयोग करके प्रोसेसर को प्रोग्राम कर सकते हैं। इन उपकरणों की पहली प्रतियां वास्तविक कार्यों पर परीक्षण करने के लिए पहले ही कई प्रमुख विश्वविद्यालयों के डेटा केंद्रों को भेज दी गई हैं।

विश्वविद्यालयों की बात करें तो मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के इंजीनियर न्यूरोमाफिक चिप्स पर भी काम कर रहे हैं। पिछले साल, उन्होंने स्पाइनेकर आर्किटेक्चर पेश किया, जिसमें एक मिलियन कोर होते हैं जो एक सौ मिलियन न्यूरॉन्स के संचालन का अनुकरण करने में सक्षम होते हैं। यह स्थापना 100 किलोवाट खपत करती है। आप PyNN भाषा का उपयोग करके कंप्यूटर प्रोग्राम कर सकते हैं । आज तक, मशीन का उपयोग माउस मस्तिष्क में होने वाली प्रक्रियाओं का अनुकरण करने के लिए किया जाता है।


हाल के वर्षों की प्रगति के बावजूद, हम कह सकते हैं कि न्यूरोमोर्फिक लोहा अपने विकास के प्रारंभिक चरण में है। एआई सिस्टम अपने आधार पर जो कार्य करता है, वे मुख्य रूप से ऑब्जेक्ट मान्यता तक सीमित होते हैं। फिर भी, आईटी उद्योग के प्रतिनिधियों को यकीन है कि भविष्य में, न्यूरोमॉर्फिक हार्डवेयर पूर्ण-अनुकरण सिमुलेशन और पूरी तरह से नई कंप्यूटिंग क्षमताओं को खोलने की अनुमति देगा।

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