Estos investigadores acaban de encender la computadora más poderosa diseñada para imitar al cerebro humano


Artículo publicado originalmente por Motherboard Estados Unidos.

La semana pasada, un equipo de investigadores en el Reino Unido encendió por primera vez la más poderosa supercomputadora diseñada para imitar al cerebro humano, lo cual es un gran paso en el camino de lograr replicar el poder del cerebro con microchips.

El uso de computadoras para imitar al cerebro, conocido también como ingeniería neuromórfica, es un área de la investigación en ciencias de la computación en rápido crecimiento, la cual se enfoca en desarrollar arquitecturas de sistemas y chips de computadora especializados que replican la forma en que el cerebro humano procesa la información. Esto no solo le permitirá a los neurocientíficos crear modelos del cerebro sin precedentes, sino que también les permitirá a los expertos en robótica crear robots que puedan explorar entornos complejos utilizando la visión por computadora.

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Uno de los mayores desafíos técnicos en este sentido es crear el hardware que pueda manejar la capacidad de procesamiento masivo en paralelo que define a la computadora carnosa que hay dentro de nuestros cráneos. La supercomputadora de Manchester consta de un millón de núcleos de procesamiento que pueden realizar 200 billones de operaciones por segundo, y ha estado en construcción en la Universidad de Manchester desde 2006.

En el corazón de la máquina se encuentra un chip especial de computadora que consta de 18 núcleos de procesamiento muy compactos. Más de 55,000 de estos chips fueron unidos para dotar a la supercomputadora de un millón de núcleos de procesamiento, coordinados mediante el uso de un nuevo tipo de diseño de computadora conocido como Arquitectura de redes neuronales de impulsos (SpiNNaker, por su nombre en inglés).

The architecture of the 18-core SpiNNaker chips.

La arquitectura del chip SpiNNaker con 18 núcleos de procesamiento. Imagen: Universidad de Manchester.

En el cerebro humano, las neuronas se comunican entre sí mediante breves destellos o “picos” de energía electroquímica. Los picos individualmente no contienen mucha información, pero cuando cientos de millones de picos ocurren simultáneamente, se activa el procesamiento sofisticado de la información que te permite comprender esta oración.

La supercomputadora SpiNNaker emula el diseño del cerebro en relación a que los núcleos de su procesador envían miles de millones de pequeños paquetes de información a decenas de miles de destinos dentro del sistema. Este método es distinto al que una computadora normalmente usa para enrutar la información, el cual generalmente involucra paquetes de información mucho más grandes, porque estos también deben indicarle al sistema cómo enrutar la información. La supercomputadora SpiNNaker puede reducir drásticamente el tamaño de los paquetes de información porque la transmisión de información está a cargo de chips personalizados.

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Dicho de manera más sencilla: si las computadoras normales se asemejaran a enviar una carta a través del servicio postal, con todo y pago de envío, dirección y estampillas; la supercomputadora SpiNNaker es como enviar una carta teniendo cada uno su propio cartero que conoce las rutas tan bien que no hay necesidad de ponerle dirección ni estampillas.

“SpiNNaker reformula por completo la manera en que funcionan las computadoras convencionales”, dijo Steve Furber, científico informático de la Universidad de Manchester, en un comunicado. “Básicamente, hemos creado una máquina que funciona más como un cerebro que como una computadora tradicional, lo que es extremadamente emocionante”.

Furber y sus colegas intentan modelar hasta mil millones de neuronas en tiempo real utilizando la supercomputadora SpiNNaker. Si bien esto representa un número de neuronas mucho mayor que el que cualquier otra computadora es capaz de modelar hoy en día, todavía es solo el uno por ciento de las 100 mil millones de neuronas del cerebro humano.

Aún así, hay mucho que los investigadores pueden aprender con la supercomputadora SpiNNaker. Uno de sus casos de uso más prometedores es el modelado de redes cerebrales aisladas. La computadora ya se utilizó para crear un modelo de 80,000 neuronas del córtex, la capa externa del cerebro responsable del procesamiento de la información sensorial. También se utilizó para controlar un robot que puede procesar información visual en tiempo real para explorar un terreno complejo.

“Los neurocientíficos ahora pueden usar la SpiNNaker para ayudar a develar algunos de los secretos de cómo funciona el cerebro humano a través de la ejecución sin precedentes de simulaciones a gran escala”, dijo Furber.

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