IBM ontwikkelt chip die hersenen simuleert

IBM heeft chips vervaardigd die werken met kunstmatige neuronen. De chips werden ontwikkeld in het kader van onderzoek naar de simulatie van neuronen en de ontwikkeling van computers die functioneren op vergelijkbare wijze als hersenen.

IBM ontwikkelde zijn experimentele chips als onderdeel van het Synapse-project. Naar goed gebruik is dit door Darpa gefinancieerde project een acronym voor Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics. Darpa heeft voor de derde fase van het onderzoek 21 miljoen dollar beschikbaar gesteld: dat geld moet gebruikt worden om computersystemen te ontwikkelen die sensorsignalen kunnen verwerken en daarop acties kunnen ondernemen.

De twee prototypes die IBM-onderzoekers als onderdeel van dit project ontwikkelden moeten hersenen emuleren in hun werking. Onderdelen van neuronen worden daarbij niet in software gesimuleerd, maar in hardware gebouwd. De chips bevatten respectievelijk 262.144 programmeerbare en 65.536 lerende synapsen en iedere chip heeft 256 neuronen aan boord. De neuronen moeten het rekenwerk doen, terwijl de synapsen als geheugen moeten dienen en communicatie door 'axonen' moet worden gerealiseerd.

De op 45nm geproduceerde, eenvoudige chips zijn nog maar de voorhoede van wat IBM voor ogen heeft. Het bedrijf wil chips bouwen met tien miljard kunstmatige neuronen en honderd biljoen synapsen. Dat computersysteem zou maar duizend watt mogen verstoken en niet veel groter dan twee pakken melk zijn. Een dergelijk systeem zou informatie van een groot aantal sensors moeten verzamelen om die vervolgens realtime te verwerken. Traditionele chips zijn daar slecht in, maar een op hersenen gebaseerd systeem zou dat dankzij parallellisatie juist zeer goed kunnen.

De prototypes kunnen al relatief eenvoudige taken, zoals navigatie en 'machine vision' volbrengen. Met het geld van Darpa moet een team van onder meer de universiteiten van Columbia, Cornell, Californië en Wisconsin aan de slag om het Synapse-project verder te ontwikkelen.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (86)

[Kaw]

Uit ervaring weet ik dat de drie lastigste elementen van neurologische netwerken de inputkeuze, de opbouw van je netwerk en vooral overfitting is. Dat er chips komen die veel snellere en grotere NN mogelijk maken is eigenlijk maar een heel klein deel van de problematiek. Ongewenst intelligente machines zijn echt nog heel ver weg. Maak je daar voorlopig nog maar niet druk om.

[Reactie gewijzigd door Kaw op 30 juli 2024 13:44]

[Maurice Peemen]

Leuk dat een bedrijf als IBM zich opnieuw intereseert in deze concepten. De laatste jaren waren het vooral academische instellingen die het onderzoek doorgezet hebben. Maar met de funding van een groot bedrijf als IBM kunnen ontwikkelingen heel snel gaan.

Machine vision met dit soort systemen is voor simpele taken al goed mogelijk kijk bevoorbeeld naar het volgende filmpje op http://parse.ele.tue.nl/research/projects
afkomstig van de TU/e. Hier wordt verkeersborden detectie en herkenning gedemonstreerd.

De huidige x86 processors bieden veel te weinig parallelisme voor deze taken maar dmv simpele Nvidia GPU kan je zon applicatie makkelijk met een factor 50 versnellen en dan werkt het real time 30 fps. Neem je zo'n chip van IBM die gespecialiseerd is in deze taken dan kan je nog veel complexere taken aan.

Dit kan helpen om electrische systemen echt inteligent te maken zodat deze leren van hun fouten. En mensen kunnen helpen bij hun dagelijkse taken. Of verbanden leggen die wij mensen nog steeds niet goed begrijpen neem het voorspellen van het weer bijvoorbeeld.

[Maurice Peemen]

De volgende twee filmpjes demonstreren hoe makkelijk een neuraal systeem een nieuw gedrag kan leren. Het werkt hetzelfde als bij mensen je traint gewoon met een serie nieuwe voorbeelden van een ander bordverkersbord!

http://youtu.be/kkha3sPoU70

http://youtu.be/UrWAeukkLdk

[NeFoRcE]

Lerende Synapsen, houdt dit nou in dat we weer een stap dichterbij verbeterde AI komen?

Al met al wel een zeer interessante ontwikkeling. Kan dit een uitkomst bieden voor (licht) verstandelijk gehandicapten?

[Niet Henk]

Oh kom op. Dit is een chip die synapsen nabootst, wat erg ver weg is van echte synapsen. Sowieso werken hersenen voor een deel met neurotransmitters, en is daarom implanteren en nabootsen met elektrische activiteit ver weg. Een fundamenteel deel van de werking van het brein is ook een verandering in vorm door een aantrekkingskracht tussen werkende neuronen, veroorzaakt door simultane activiteit, en continue vernietiging en opbouw van nieuwe neuronen, en dat zijn dingen die je niet in niet-biologische hardware kan nabootsen, en die softwarematig ook erg moeilijk na te maken zijn. Bovendien is een verstandelijke handicap iets heel anders dan een simpel gebrek aan hersenmassa.

Als ze serieus iets willen nabootsen gaan ze inderdaad de chips met tien miljard neuronen nodig hebben die ze noemen, en dan is een chip met een kwart miljoen synapsen echt een fractie van wat er nodig is.

Tegen de tijd dat zulk soort projecten iets kunnen doen voor verstandelijk gehandicapten ben je zo 50 jaar verder, als het ooit gaat gebeuren.

[Keneo]

Bij huidige neurale netwerken, bijvoorbeeld voor gezichtsdetectie, classificatie van geschreven digits etc heeft men echt wel genoeg aan 200 nodes om de testen te doen en een prototype te bouwen.

Daarna kan de precisie van het systeem verbeterd worden door een groter aantal nodes te gebruiken. Bij de huidige taken gaat dit niet snel meer dan 2000 nodes zijn.
Dit komt natuurlijk doordat het vanaf dan gewoon veel te lang duurt om te trainen en te testen en men moeilijk real-time results kan krijgen.

Door gespecialiseerde hardware te maken ipv het simuleren van een neuraal netwerk kan men nu inderdaad grotere problemen aanpakken. Maar de huidige technieken kunnen hier al op getest worden en er zijn dus geen chips met 10 miljard neuronen nodig om bijvoorbeeld een robot te maken die gezichten kan herkennen, spraak kan verwerken en getallen lezen.

Zeker niet als de chips heel snel kunnen schakelen tussen verschillende taken. (Elke taak heeft een neural netwerk met andere gewichten nodig) Dan heeft men met 10.000 neuronen meer dan voldoende rekenkracht ter beschikking om te kunnen wedijveren met bestaande 'slimme' robots.

[Verwijderd]

Daar ben ik ook wel benieuwd naar! Ik heb jaren vrijwilligerswerk gedaan met andersvaliden (zowel mentaal als fysiek), en wat zou het een openbaring voor hen zijn.

Edit: typo

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 30 juli 2024 13:44]

[Soldaatje]

Helaas, dit zijn simulatie-chips zonder biologische elementen.

While they contain no biological elements, IBM’s first cognitive computing prototype chips use digital silicon circuits inspired by neurobiology to make up what is referred to as a “neurosynaptic core” with integrated memory (replicated synapses), computation (replicated neurons) and communication (replicated axons).

[Verwijderd]

De synapsen zijn volgens mij programmeerbaar, wil niet zeggen dat de chip dat zelf doet, maar ze kunnen wel hardwarematig structuren aan brengen, om de chip te sturen. Ik vraag me af hoe lerend die 60,000 andere synapsen in praktijk zijn.
Een computer weet niet of die wat leert, dat moet je van te voren afbakenen in leerdomeinen lijkt me.

Ik denk ook dat we hier weinig van terug gaan zien. Wat heeft IBM nou eigenlijk voor de mensheid betekent? Behalve dat ze als eerste de resources (staatsgeld) hadden bij de ontwikkeling van de eerste echte chips.
Wat was hun slogan ook al weer? IBM verbeterd de wereld, of zoiets. Nou waar blijft die verbetering dan.
Ergens moet hun output in gaan zitten anders krijgen en verdienen ze ook geen geld, IBM is nog steeds grootste dacht ik. Aangezien we er niets van terug zien, zal het wel naar leger en nasa gaan, en dat geld komt voor een groot deel ook weer van de staat. Maar voor het grootste deel van belanghebbende in markten, oorlog, spionage, olie en metalen grondstoffen. De techniek zal zeker niet naar Kenia of Somalie gaan.

[S913]

IBM verbeterd de wereld, of zoiets. Nou waar blijft die verbetering dan.

IBM zit achter veel meer dingen uit het dagelijks leven dan je zou verwachten. IBM steekt veel geld in ontwikkeling op de meest uiteenlopende gebieden. Ze hebben ook niet voor niets de meeste patenten per jaar.

Een voorbeeld waar ik zelf ooit door verrast werd, IBM stond dus ook aan de basis van ooglaserbehandelingen:

U.S. Patent #4,784,135:

Ultraviolet Surgery
This patent for "far ultraviolet surgical and dental procedures" was issued to IBM inventors Samuel Blum, Rangaswamy Srinivasan, and James Wynne Nov. 15, 1988. The patent described a laser technique that went on to become the foundation for Lasik eye surgery. Blum, Srinivasan and Wynne were inducted into the National Inventors Hall of Fame in 2002.

Daarnaast is IBM erg actief in zaken als water management (de IJkdijk in Groningen), infrastructuur (smart traffic systeem in Stockholm) etc etc

[ro8in]

eenvoudige taken, zoals navigatie en 'machine vision' volbrengen.

Wat houden deze 2 taken in dan?

[ikt]

Navigatie houdt waarschijnlijk in dat de machines zonder menselijk ingrijpen of voorkennis een bepaalde route naar een object kan volgen en terwijl die dat doet, obstakels vermijden. Denk maar eens aan AI ingame, die heeft erg veel moeite met het vinden van patronen. Vooral te zien in GTA IV, waar de gespawnde voertuigen zich NIET aan een rails bevinden (zoals de vorige delen, daar werden ze pas dynamisch als je ze aanraakte). In sommige situaties zaten ze helemaal klem terwijl een mens daar met gemak uit kom komen door simpelweg een paar stappen vooruit te denken.

Machine vision is voor mij ook een raadsel, maar ik gok erop dat de machine visuele informatie zelf afhandelt.

[koelpasta]

Ja, machine vision is het verwerken van beeld door een machine.
Je kunt dat dus mooi combineren met de navigatie (die in staat is een plan te maken om van A naar B te komen) zodat het visie gedeelte een model van de wereld maakt waar de navigatie een weg in kan vinden.
Dan heb je nog iets nodig om de weg die de navigatie aangeeft ook werkelijk uit te voeren.
Daar heb je dan weer machine vision bij nodig voor de terugkoppeling.
En dan heb je zowaar een automobiel!

[robvanwijk]

'machine vision' is gewoon de hippe naam voor beeldherkenning. Waarschijnlijk randen van objecten detecteren, afstand schatten, dat soort dingen.

[awulms]

eenvoudige taken, zoals navigatie en 'machine vision' volbrengen. Wat houden deze 2 taken in dan

Kort samengevat: dat je een auto kunt ontwikkelen die zelf van A naar B kan rijden zonder dat er nog een menselijke bestuurder nodig hebt. Iedereen is dan passagier. Is wel mooi, kun je toch ergens naar toe rijden als je slaperig bent, gedronken hebt of een of andere handicap hebt die het je onmogelijk maakt om zelf een auto te besturen.

Er zijn natuurlijk ook nog duizenden andere toepassingen te bedenken. Sommige positieve en andere negatieve (denk aan zelf vliegende bommenwerpers bijvoorbeeld)

[DDarkForce]

Mijn eerste gedachte: Hoelang zal het nog duren voordat oorlogen alleen nog maar op afstand worden uitgevochten door gebruik van robots die via een directe interface (met behulp van (verbeterde varianten van) bovengenoemde chips) aangestuurd worden (Zeker gezien DARPA hier geld in steekt).

[Verwijderd]

Je kan een oorlog niet voor beide partijen op afstand voeren. Als Nederland een oorlog op afstand voert (bv. Zuid-Afrika bombarderen, ik noem maar wat) zal Nederland nooit capituleren. Misschien stoppen we -als we het zat zijn, maar echt "verliezen" kunnen we niet.

Oorlog moet doden of andere ernstige schade veroorzaken¹, anders geeft geen van beide partijen zich over.

Als je puur bedoelt dat het Westen/de USA op afstand mensen kan afknallen denk ik niet dat ze hier veel mee opschieten. UAV's zijn al goed genoeg om bommen te droppen en te schieten als ze door mensen bediend worden. Het zou dan dus vooral een kwestie van kostenbesparing worden.

¹; vandaar dat ik niet voor oorlog ben. Je kan het niet mensvriendelijk doen.

[Timmmeeehhh]

Dat zie je verkeerd, het gaat er dan simpelweg om wie het meeste geld en de beste technologie heeft.

[YopY]

Zeg je nu wel, maar is dat ook zo? De VS heeft ~700 triljoen in de oorlogen in Irak en Afghanistan gestoken, maar hebben ze gewonnen? D'r komen nog dagelijks meldingen binnen van nieuwe aanslagen van de Taliban, zelfs na 10 jaar oorlog, en zeker Afghanistan is nog verre van stabiel.

En de VS? Die kan het eenvoudigweg niet meer betalen om daar aanwezig te zijn. Zoveel geld en technologie erin gestoken, en ze hebben het niet kunnen winnen tegen een guerillialeger met AK-47's en RPG's - technologie van 50 jaar oud.

[crazyx]

Dat komt ook omdat er tegenwoordig menslievend oorlog wordt gevoerd. Als ze het zoals het Nazi regime hadden gedaan (wat eigenlijk tot die tijd eigenlijk best gebruikelijk was), dan was Afghanistan al lang stabiel aan een fractie van de kosten.

[Verwijderd]

Dus jij denkt dat Rusland in de vorige eeuw een menslievende oorlog heeft gevoerd in Afghanistan en dat dat de reden is dat ze niet hebben gewonnen?

Waren de naiefjes lekker vanochtend

[Trasos]

Nee, dat was omdat de Afghanen gesponsord werden door de Amerikanen.
De Amerikanen worden dus nu beschoten met wapens die ze zelf voor hun gekocht hebben.

[robvanwijk]

Je kan een oorlog niet voor beide partijen op afstand voeren.

Je zou, zodra daar eindelijk een keer vooruitgang in gemaakt gaat worden, om de maan kunnen vechten; elkaars (volledig geautomatiseerde) fabrieken opblazen om zelf meer grondstoffen te kunnen winnen dan de vijand.

Maar inderdaad, in het algemeen zullen er bij een oorlog aan minstens één van beide kanten doden vallen. Ook niet-dodelijke wapens maken namelijk vaak toch slachtoffers; weet je nog die grafiet-bommen die in Servië op hoogspanningskabels werden gegooid om ze kort te sluiten (en het luchtafweer uit te schakelen zonder de soldaten die het bedienen om te brengen)...? Dan zitten de ziekenhuizen dus opeens ook zonder stroom...!

Om War Games te paraphraseren: "the only way to prevent victims is not to have a war". Helaas is de mensheid nog steeds niet zover dat we geen oorlogen meer voeren. En (eerlijk is eerlijk), hoewel Darpa een heleboel research sponsort waar ook vreedzame toepassingen uit voortkomen, hun primaire doel is nog steeds het ontwikkelen van oorlogstuig...

[Yezpahr]

De mensheid is niet klaar om geen oorlog te voeren?

Dat zie je verschrikkelijk verkeerd.
Elke grote oorlog van de laatste 250 jaar is gefinancierd door 1 familie.

De Rothschilds.

Hier is een stukje geschiedenisles voor de mensen die willen weten hoe onze wereld echt in elkaar steekt.

[Verwijderd]

Heb je toevallig aandelen in aluminiumfolie?

[Aham brahmasmi]

Niet nodig. De Rothschild's zijn bijv. ook de uiteindelijke eigenaren van het IMF en de ECB. Maar goed, de meeste mensen hebben dermate grote oogkleppen dat ze niet snappen dat banken er niet zijn om een dienst aan de samenleving de leveren maar om hoofdzakelijk om zichzelf te verrijken, meer zéér vergaande gevolgen (en daar hebben oorlogen zeker mee te maken).

[Mirved]

De Rothschilds hebben al 100de miljarden. Als het waar is zoals jij zegt dat ze banken, IMF en de ECB bezitten. Ze kunnen dus alles kopen wat ze willen. Welk nut heeft het om oorlogen uit te lokken en daar geld aan te verdienen als ze al zoveel geld hebben? Ik denk eerder dat ze meer geld verdienen aan stabiliteit. Als ze overal hun handjes in hebben verdienen ze meer aan vooruitgang lijkt me.

[Reactie gewijzigd door Mirved op 30 juli 2024 13:44]

[Verwijderd]

Zomaar een vraagje, zijn Bill Gates en Robert Gates (voormalig CIA directeur) van dezelfde bloedlijn?

[Yezpahr]

@Mirved

Ik denk eerder dat ze meer geld verdienen aan stabiliteit.

Daar heb je het fout.
Hun geld is ook onderhevig aan inflatie.

Daarom blijven ze nieuwe manieren vinden om ervoor te zorgen dat onze overheden meer uitgeven en dus meer moeten bijlenen. (Wat al inflatie tot gevolg heeft)

De Rothschilds leven van de rente die de overheden hun betalen voor het geleende geld.
De rente blijft altijd zo hoog dat onze overheden bedrijven moeten afsplitsen van de staat.
Ze hoeven zelf helemaal geen tegenprestatie te leveren en daarom hebben er ook 5 presidenten een kogel door hun sodemieter gekregen.

Zo is water/elektriciteit/gas afgesplitst van de staat en geprivatiseerd.
Dit inkomen moet Nederland nu missen, dus de afbetalingen gaan steeds moeilijker.
Nederland is nu zo hard aan het bezuinigen en alleen maar om onder die grip van de Rothschilds uit te komen (!!!).

Alle europese landen die nu met 1 voet in het graf staan, hebben straks de optie land af te staan, ipv de bedrijfjes te privatiseren.

[Reactie gewijzigd door Yezpahr op 30 juli 2024 13:44]

[Verwijderd]

Jij moet schrijver worden. Mooi stukje fictie!

[masteriiz]

Hee ik zie dan de van Duyns ook in het complot zitten... Zie je wel, Andre was niet echt grappig, hij is gewoon door zijn rijke Ashkenazi vriendjes het televisievak in geholpen.

Lees trouwens dat artikel even verder, heeft echt een zeer nare antisemitische toon. Echt een stuitend stukje.

[Reactie gewijzigd door masteriiz op 30 juli 2024 13:44]

[Verwijderd]

Klopt, maar bedenk ook wat dreiging kan betekenen (als de "robots" van één land vernietigd zijn......)

Hoe zou de wereld er vandaag uitzien als er slechts 1 land nucleaire wapens gehad zou hebben. Godzijdank waren de wetenschappers slim genoeg om hun kennis internationaal te delen.

Waar ik echter eerder aan denk als ik dit lees:

(Bij het flink koppelen van deze chips)

1. Doorrekenen van het klimaat (weersvoorspelling)
2. beste strategie in een oorlog
3. vervanging van delen hersenen (mits link mogelijk)
4 NIET TE VERGETEN.............IS DIT INTELLIGENT LEVEN DAT BESCHERMING MOET GENIETEN.....MOGEN WE HET UITZETTEN?

ETC

[jacobvdm]

Jouw nummer 4 is inderdaad het eerste wat ik dacht na het artikel gelezen te hebben; al is de vraag volgens mij dan eerder nog: Mogen we het aanzetten? Zeker als je bedenkt wat voor doeleinden DARPA hier hoogstwaarschijnlijk mee heeft.

Nou valt het niet onder de definitie van leven zoals wij dat kennen maar de vraag of we hier met een vorm van intelligentie te maken hebben moet zeker nader onderzocht worden.

Verder is dit natuurlijk een opmerkelijke stap in de richting van A.I., welk allerlei nieuwe vraagstukken zal oproepen, waaronder eerdergenoemde.

[fevenhuis]

Oorlog wordt allang op afstand gevoerd, met name in Afghanistan en Pakistan is de VS druk bezig met drone bombers.

Voorlopig is de VS er niet bepaalt dichterbij bij het winnen van de oorlog mee gekomen.

En ook "surgical strikes" lijken m.b.v. drone bombers uitgesloten aangezien het aantal burgerslachtoffers heel erg hoog ligt. Het is namelijk moeilijk te zien op wazige videobeelden wie je nou werkelijk aan het bombarderen bent. Maar dat hindert ze verder niet om het toch steeds meer toe te passen.

Overigens financiert DARPA zo'n beetje alle technologische ontwikkelingen in de VS (direct of indirect) en alle nieuwe technologie wordt dan ook ingezet in de wapenindustrie.

[Don Kedero]

Doet mij ook denken aan het TV programma Robot Wars vroeger op de BBC waar mensen met hun robot kunnen vechten tegen andere robots. Er zaten daar soms wel vernuftige en gevaarlijke dingen tussen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Robot_Wars_(TV_series)

Edit: link

[Reactie gewijzigd door Don Kedero op 30 juli 2024 13:44]

[Kompaan]

Dat computersysteem zou maar duizend watt mogen verstoken en niet veel groter dan twee pakken melk zijn.

Dat is wel erg klein, maaruh, hoe krijg je al die warmte weg dan?

[Thunderhawk0024]

Kijk naar de menselijk hersenen. 100 miljard neuronen en enorme processing power... Toch vaak minder dan 14 - 30 Hz en zeker geen 1000 W aan vermogen.

[robvanwijk]

Als ik me goed herinner verstoken menselijke hersenen ongeveer 2 watt aan vermogen. Hoeveel daarvan wordt afgevoerd door bloed (dat net iets warmer terugstroomt naar je hart) en hoeveel door de huid wordt uitgestraald weet ik niet.

Maar dat heeft verder helemaal niks te maken met hoe je 1000 watt aan warmte af gaat voeren als dat het vermogen is wat die IBM chip trekt. Als dat ding 1000 watt trekt, dan is dat gewoon zo en moet je daar een koeling voor bedenken. Roepen dat de menselijke hersenen krachtiger zijn en met een veel lager vermogen toe kunnen is misschien wel waar, maar geen oplossing.

[Verwijderd]

Roepen dat de menselijke hersenen krachtiger zijn en met een veel lager vermogen toe kunnen is misschien wel waar, maar geen oplossing.

Maar wel een mooi doel! Misschien hooggegrepen, maar optimisten zijn er altijd

[arjankoole]

Quantum Cooling, natuurlijk.

[ikt]

Ik vraag mij af hoe het op echt klein niveau werkt en wat de architecturen inhouden. Chips werken voorzover ik weet met gigantisch veel poorten en verbindinkjes, maar hoe gaat het eraan toe in zo'n kunstmatig biologische chip? Ik zie niet hoe ze bij IBN het voor elkaar hebben gekregen om 'lerende' synapsen te maken. Geweldig dat ze het hebben kunnen doen, ik wacht al op een in-depth artikel

[koelpasta]

"..., maar hoe gaat het eraan toe in zo'n kunstmatig biologische chip?"

Deze chips hebben weinig met 'biologisch' te maken.
Alleen het idee van hoe een neuron functioneel werkt is overgenomen.
Dat ding zit dus vol met kleine (digitale, neem ik aan) schakelingen die zich gedragen als neuronen en die je aan elkaar kunt knopen tot een neuraal netwerk.
Maar er komt geen biologie aan te pas.

Zie het als een hardware uitvoering van softwarematige neuronen.
Die zijn ook niet biologisch, het zijn abstracties van hoe echte neuronen werken.

[ieperlingetje]

Wat voor reacties allemaal hierboven. Als je het filmpje tot het einde uitkijkt, dan zie je de bedoeling van het project. Men wil geen brein nabootsen, men wil wel de manier van hoe het brein werkt gaan toepassen in taken die voor computers met de huidige implementatie langzaam zijn (zoals bijv. het herkennen van gezichten) en zo die algoritmen/hardware efficiënter maken.