82944 procesorů a 1000 TB paměti, aneb jak se superpočítačem nasimulovat mozek
„Abychom porozuměli lidskému mozku, bylo by dobré zvládnout jej napodobit,“ řekli si vědci. Počítače jsou v tomto ohledu jasnou volbou, ale jak provést simulaci něčeho tak komplexního? Mozek je mnohdy prezentován jako složitý biologický „počítač“, který je sám o sobě mnohem rychlejší než nejlepší superpočítače současnosti. Snahy o jeho napodobení nejsou nijak jednoduché, ale nyní se výzkumníkům konečně podařilo alespoň na malý okamžik provést potřebný test a získat tak důležitá data.
Tým z Okinawa Institute of Technology Graduate University v Japonsku a Forschungszentrum Jülich v Německu dokázal napodobit jednu sekundu aktivity mozku, a to díky obrovskému výpočetnímu výkonu, který měl po ruce. Použit byl čtvrtý nejvýkonnější počítač na světě, konkrétně stroj K Computer od společnosti Fujitsu. Hardware by tedy byl, na stroji však ještě musel běžet příslušný software, v tomto případě open source nástroj známý jako NEST.
Za pomocí frameworku NEST vytvořil tým kolem Markuse Diesmanna a Abigaila Morissona virtuální neuronovou síť, s 1,73 miliardy nervových buněk a 10,4 bilionu synapsí. Čísla vypadají neuvěřitelně, přesto se nejedná o stejné hodnoty jako u našeho mozku. Ty se pohybují kolem 80-100 miliard nervových buněk.
Jedna sekunda vznikala 40 minut na 82 944 procesorech
Pokud se podíváme na počty neuronů a synapsí, asi není takovým překvapením, že vědci nebyli schopni simulovat mozkovou aktivitu v reálném čase. Zabralo celých 40 minut a výkon všech 82 944 procesorů, aby získali výsledek v podobě jedné sekundy simulovaného fungování biologického mozku. Při běhu si kalkulace vzala celý 1 PB operační paměti, což je 1000 TB a tedy hodnota mnohem větší, než mají tisíce běžných domácích PC dohromady. Každá synapse (spojení neuronů) byla kvůli přesnosti výpočtů modelována zvlášť, samotné neurony pak uspořádali náhodně.
Díky pokusu prý můžeme konečně popsat většinu důležitých procesů, které probíhají v biologickém mozku. Šlo tedy o zjištění probíhajících procesů, nikoli o snahu o vytvoření přemýšlejícího stroje. Zabere to do budoucna nepochybně spoustu výpočetního času, ale stačí se podívat do minulosti - dříve jste k poražení člověka v šachu potřebovali jeden z nejvýkonnějších počítačů světa, dnes by postačil běžný notebook nebo dokonce smartphone.
Výpočetní výkon poroste, technologie se bude vyvíjet a brzy se třeba dočkáme simulace neuronové sítě v reálném čase. Proč by za několik desítek let nemohl domácí počítač napodobovat chod lidského mozku a jednoduše řečeno „přemýšlet“? Děsivá je pak jen představa, že se začne jeho myšlení ubírat jiným směrem, než tvůrci zamýšleli. Zajímavý je v tomto ohledu například počin IBM, kdy umělá inteligence v podobě superpočítače Watson úspěšně odehrála několik kol americké soutěže Jeopardy (obdoba našeho Riskuj), viz video výše.