Innovación

El chip sináptico de IBM marca el paso hacia la computación neuronal

cerebro
Escrito por Mihaela Marín

Las arquitecturas cerebrales han inspirado al equipo de científicos de IBM a crear un chip capaz de trasladar la capacidad cognitiva del cerebro a la computación

Después de seis años de intenso desarrollo el equipo de IBM que dirige el proyecto SyNAPSE ha comunicado el resultado de su trabajo: un chip que presta el diseño de nuestra red neuronal, siendo capaz de responder a los estímulos sensoriales y al reconocimiento de patrones.

La innovación de IBM asienta los fundamentos de una nueva generación de arquitectura computacional inspirada en la estructura cerebral, cuya capacidad de “pensar, actuar y percibir” acortará más la distancia entre el modelo de inteligencia artificial e inteligencia humana.

Reinventando el modelo John von Neumann

La divergencia entre el funcionamiento del cerebro y los ordenadores actuales siempre ha sido un aspecto intrigante que ha impulsado a los científicos de la computación a estudiar nuevas formas de mejorar los ‘cerebros’ de los ordenadores. El centro de investigación de IBM no ha querido perderse nada del gran viaje que cambiará el futuro de la tecnología actual así que se convirtió en una de las empresas pioneras en investigar los secretos de la capacidad cognitiva trasladada a las máquinas inteligentes.

En 2012 sus especialistas dieron un paso muy importante en este campo al presentar por la primera vez el superordenador Sequoia, considerado la más potente simulación cerebral realizada jamás ya que reunía la fuerza de 2.084 mil millones representaciones de núcleos neurosinápticos. Después de dos años, el mismo equipo da otro paso decisivo y en lugar de adaptar los algoritmos inspirados de la actividad cerebral a la computación tradicional inventan desde la base un chip que imita la actividad de las redes neuronales humanas.

Según el científico que lidera el proyecto, Dharmendra Modha, la idea ha surgido de la necesidad de replantear el sistema informático heredado de John von Neumann, un matemático que ha puesto las bases de la arquitectura computacional clásica. Modha está convencido de que los ordenadores actuales, además de cálculos matemáticos precisos se podrían mejorar al adaptarse a la inteligencia  adaptativa del cerebro humano:

“El cerebro evolucionó hace millones de años para solucionar los problemas básicos: conseguir comida, luchar, evitar los peligros, reproducirse y está destinado a manejar datos de baja resolución, ambiguos y simbólicos. Integra memoria (sinapsis) y computación (neuronas), tiene un procesamiento distribuido, gestiona los datos en paralelo, puede aprender, opera de forma asíncrona, es lento y por lo tanto no gasta energía y tampoco se sobrecalienta”.

IBM

Imagen 

Una arquitectura que imita la escalabilidad del cerebro humano

Para reducir la brecha entre el bajo consumo de energía de la actividad cerebral y los ordenadores actuales, los científicos de IBM han usado las técnicas de la nanotecnología y neurociencia para crear una arquitectura informática escalable y eficiente.

El chip llamado TrueNorth está formado por una red bidimensional de 4.096 núcleos neurosinápticos digitales, dónde cada núcleo integra memoria, procesamiento y comunicación y opera según un modo de computación paralela, dirigida por eventos y con tolerancia a fallos.

Igual que el modelo neuronal humano, la arquitectura del chip seguirá funcionando incluso si falla alguno de los núcleos individuales. Su escalabilidad le permitirá ampliar las conexiones entre los núcleos hasta formar un mosaico sin interrupciones, construyendo los pilares de una futura supercomputación neurosináptica.

“IBM ha sentado las bases de una computación inspirada en el el cerebro humano, en los términos de una arquitectura de computación radicalmente nueva, a una escala sin precedentes, una velocidad, eficiencia, energía y capacidad de adaptación incomparables”, comenta Modha.

aplicacioneschip

Imagen

La tecnología del futuro ‘sentirá’ la realidad igual que nosotros

Con el fin de facilitar el trabajo de los futuros desarrolladores IBM ha creado un ecosistema completo que abarca un simulador del chip, un lenguaje de programación, una librería, algoritmos y aplicaciones. El ecosistema soporta todos los aspectos del ciclo de programación desde el diseño hasta el desarrollo, la depuración y el despliegue.

En cuanto a las futuras aplicaciones, Dharmendra Modha cree que su nuevo chip permitirá construir ordenadores igual de eficientes que el cerebro humano y que no consumen más que una bombilla (70 milivatios). Este piensa que la tecnología basada en el procesamiento neurosináptico podrá transformar la movilidad y el Internet de las cosas a través de la percepción sensorial:

“En el futuro estos chips se podrían convertir en la alternativa de energía eficiente para gafas que ayuden a navegar a las personas invidentes, ‘ojos’ que dejen ver a los robots y a los coches, sistemas médicos que monitoricen la tensión arterial, la temperatura y el nivel de oxígeno de las personas mayores y que envíen alertas antes de producirse algún problema o sistemas que midan el nivel de marea y velocidad del viento para predecir los tsunamis”.

Por último Modha espera que el futuro tecnológico esté destinado a una simbiosis entre los chips cognitivos y los tradicionales “para enfrentarse al contexto real de la misma manera que lo hacemos nosotros”.

Imagen superior: Shutterstock

 

Sobre el autor de este artículo

Mihaela Marín

Mi interés por la tecnología ha nacido cuando me he dado cuenta de que nos permite ver el lado escondido de la realidad. Todavía quedan muchas cosas por descubrir y suficiente curiosidad para entender lo que realmente somos. Especializada en Periodismo y Marketing, he podido compartir experiencias con profesionales del mundo empresarial tecnológico. Siempre en búsqueda de ideas, escribo para hacer conocido el trabajo innovador, capaz de cambiar los problemas en soluciones.