Nu får datorn en ny hjärnhalva

Snabbhet är inget som våra hjärnor kan skryta med. Varje nervcell behöver några millisekunder för att skicka en impuls vidare. Jämför det med datorerna som kan pumpa ettor och nollor genom systemet tusentals gånger snabbare.

Ändå fattar hjärnan mycket kvickare än en dator. Ett känt exempel gäller bilförare. Från att bilföraren uppmärksammar ett hinder på vägen till att hon trycker på bromsen hinner impulserna bara passera ett fåtal nervceller.

Försök lära en dator att göra samma sak lika snabbt – och med en processor som jobbar i kilohertztakt.

Ingen vet exakt hur hjärnan löser uppgiften, men en sak är klar: det är parallell bearbetning. Igenkänning (”fara på vägen!”) och handling (”tryck på bromsen!”) är troligen lagrade som scenarier. När de aktiveras är det som när scenarbetarna på teatern byter kulisser. Det är ett inövat samarbete mellan många, som vet exakt vad de ska göra.

Projektet Truenorth balanserar mellan hjärnforskning och datorinnovation.

Å ena sidan bygga en superdator som simulerar en människohjärna, eller åtminstone en däggdjurshjärna, för att testa hypoteser om hur hjärnan arbetar.

Å andra sidan att konstruera en datortyp som klarar uppgifter som datorer hittills har varit dåliga på.

– Moderna datorer kan, på grund av deras sekventiella, symbolinriktade natur, jämföras med vänster hjärnhalva, säger Dharmendra S Modha, ansvarig för IBMs forskning om kognitiv databehandling.

Vänster hjärnhalva är fokuserad och målinriktad och utför uppgifter systematiskt, ett steg i taget.

– Den mänskliga hjärnan klarar också av snabbt, komplext tänkande, fortsätter han och jämför det med höger hjärnhalva.

Höger hjärnhalva sköter många uppgifter som vi kanske inte räknar som tänkande, till exempel att känna igen ansikten. Det är först när vi försöker lära en dator att känna igen ansikten som vi inser hur svårt det är.

IBM har just presenterat datorsystemet Truenorth, som beskrivs i termer som axoner, synapser och neuroner. De är hämtade från hjärnforskningen, men Dharmendra S Modha betonar att Truenorth inte är ett försök att simulera en hjärna. Det är snarare ett försök att bygga en fungerande dator med hjärnan som inspiration.

I mer traditionella termer är Truenorth imponerande och inget för hemmabyggare. Den har nästan 1,6 miljoner processorkärnor och arbetsminnet är på 1,5 miljoner gigabyte.

I stället för vanliga processorer har Truenorth något som kallas neurosynaptiska kärnor. En neurosynaptisk kärna är en krets med 256 neuroner (nervceller), 1 024 axoner (nervcellsutskott som överför impulser mellan nervceller) och 256 x 1 024 synapser, alltså kopplingar mellan nervceller.

Varje sådan krets är 2 x 3 millimeter. Modha jämför den med hjärnan på en daggmask, men Truenorth består av över två miljarder sådana kretsar. De fyller 96 standardskåp.

Jämför med hjärnan som ryms i en skalle och som, enligt IBM, fortfarande är 1 542 gånger snabbare.

En enda neurosynaptisk kärna klarar uppgifter som att lära sig att spela Pong med ledning av bilder från en videokamera och att känna igen siffror. IBM förutser tillämpningar inom affärsanalys, omvärldsbevakning och så kallade smarta städer. En svårighet är att greppa hur ett sådant system ska programmeras, för meningen är att det bara ska behöva en knuff i rätt riktning för att programmera sig själv.