Dnes je to poprvé, co na mém blogu nějaký seriál končí, ale nelze jinak. Pokud nechci upadnout do nezobecnitelných detailů a přepisovat učebnice neurologie. Při psaní tohoto seriálu jsem si uvědomil, že jsou funkční bloky mozku, které jsme prakticky zrcadlově okopírovali do křemíku (extrapyramidový systém, retikulární formace) a pak jsou oblasti, které nemohou být odlišnější od toho co používáme v robotech (limbický systém, zrak, sluch).
Co nám chybí, abychom vyráběli "umělé mozky" ? V současnosti s věcmi srovnanými v hlavě si myslím, že to jsou tři věci, dvě z nich jsou řešitelné na současné úrovni techniky a ta třetí ... nevím ...
- Správná výroba a využití paralelních procesorů.
- 3D elektronika - tedy růst našich čipů do dalších a dalších vrstev.
- Napodobení spontánního růstu nervové soustavy - tedy tréning neuronových sítí hardwarovým způsobem
Pokusím se vše zdůvodnit - když jsme narazili na fyzikální limity frekvence procesorů a místo vyšších frekvencí se začala přidávat další jádra - zavládla velká nervozita, co se současnými -sériovou logikou - naprogramovanými programy. Nyní je situace (snad) lepší a některé softwary dovedou své úlohy paralelizovat, ale stále to není - co předmět to procesor, co slovo to procesor, co pohyb to procesor. Už byly náznaky ve stylu Intel Larrabee nebo procesorové jednotky od Philipsu, která měla zpracovávat celý 640 pixelový řádek obrazu v 640 paralelních procesorech. Představte si ale 140 megapixelovou kameru (oko) které má ke každému pixelu procesor. Představuju si třeba jednoduchý algoritmus floodfil tak, že procesor se ptá osmi sousedů "vidíte stejnou barvu jako já ?" a celý obrázek se v pár taktech změní na regiony podobných barev atd...
S tím souvisí potřeba 3D elektroniky - prostě si nějak nedovedu představit, že máme procesor, který hledá v obrazovém poli obrázek pejska a to tím způsobem, že ke každé skupině "somatotopicky" organizovaných pixelů vede svazek drátů ve tvaru toho pejska. a že takových procesorů je asi 10 000, pro 10 000 dalších předmětů a všechny vednou své spoje v jediné vrstvě po ploše nějaké křemíkové desky ? Tohle si prostě žádá výstup do prostoru a vrstvy procesorů nad sebou - co vrstva to další úroveň abstrakce.
Robotici programátoři asi nebudou souhlasit, a budou argumentovat, že gigaherzové rychlosti sériového zpracování nahradí zpracování paralelní. Současné počítače ale tak trochu naplňují bolševickou anekdotu, že jsou vysoce-efektivním řešením problémů, které by bez nic nikdy nebyly. Tím, že odvrhneme somatotopické uspořádání - ztratíme možnost úlohy paralelizovat a místo abychom kolečko hledali paralelně se čtverečkem a to jenom v pár sousedních pixelech musíme procházet obrazový buffer, pro každý předmět od začátku znova a znova a znova.
Jinými slovy somatotopické uspořádání a vrstvy specializovaných pocesorů - mozkových jader - ve vrstvách nad sebou jsou tak významný a v celém mozku univezálně fungující princip, že opravdu pochybuju, že se najde jiné - stejně praktické řešení.
Na druhou stranu výrobci grafických karet prošlapávají cestu paralelnímu computingu, i klasické CPU se vydávají cestou stále větší paralelizace. A konec konců jsem četl i o pokusech dělat CMOS technologií stovky až tisíce velmi primitivních procesorů nebo spíše kombinovaných analogově-digitálních jednotek, které dosahují nepředstavitelné výkonnosti v oblastech vyhrazených doposud přirodě jako je Fourierova transformace a další analýza přirozených signálů.... (Ano píšu, že FFT je vyhrazné přírodě, protože předpokládám, že zvířátek která slyší je více než MP3 a jiných přehrávačů/nahrávačů atd.... )
Poslední problém - mozek se vyvíjí v několika fázích - od početí do puberty se neurony větví a navazují spojení se sousedními neurony, až v pubertě je spojen (obrazně) každý s každým.
V pubertě je mozek na vrcholu a spojů mezi neurony je tolik až to vede k lehké nestabilitě (divné chování v pubertě nejsou jen "hormony") Takže po pubertě se vznik nových synapsí výrazně zpomaluje - což neznamená, že člověk blbne, to jenom probíhá "synapse pruning" - "prořezávání stromu nervových vláken"
Neaktivní spoje mezi centry, zanikají. To vede k poněkud nepochopitelnému výsledku, kdy v mozku zůstávají jenom spoje, které jsou nějakým způsobem užitečné. Asi jako bychom v procesoru spojili "všechno se vším" a pak sledovali, které spoje " se chytnou" ty nechali a ostatní přerušili. Takže "hrubá výpočetní kapacita" mozku od puberty klesá ale efektivita výpočtu roste.
Pokud se nebavíme o mozku zničeném chorobami - i devadesátníci jsou shopni udržet s mladými mozky krok, zejména pokud svuj mozek od mládí systematicky používají ...
Jak tento proces růstu a zániku nervových vláken napodobit a jestli je to vůbec účelné ? Nevím, nechávám to počítačovým mágům možná pak se stane programování natolik složitým, že i technici pochopí, proč staří profesoři nemuvili o "medicíně" ale o "umění lékařské vědy".
Doufám, že ani čistí programátoři (čistý "hadrwérář" jsem tu jenom já ;-)) se nenudili a připouštím, že Vaše zhodnocení tohoto seriálu několika slovy, do komentáře, by mě potěšilo.
Třeba nakonec napíšu ještě nějaký dodatek, pokud mě něco napadne ....
Petr G. | 15. listopadu 2012 v 20:34
Mne to vzdy fascinovalo :) Take uz nejakou dobu se zabyvam programovanim a robototechnikou (jsem opravar elktrotechniki) a pochopil uz davni ze jen procesorami se ne obejde.. Proto uz delsi dobu zkoumam FPGA :) Treba jedno se to povede udelat inteligentniho robota :)