Технополис завтра
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Новости Интересное

Человеческий мозг внутри суперкомпьютера

12.06.2018

Недавняя новость о том, что в США запущен новый суперкомпьютер Summit c вычислительной мощностью в 200 петафлопс, снова поднимает старый вопрос: "А можно ли смоделировать внутри достаточно мощного цифрового компьютера полностью функциональную копию человеческого мозга?"

Скажу сразу: принципиально ничего невозможного или запрещённого законами природы в этом начинании нет. Однако реализация этой задачи может оказаться отнюдь не такой тривиальной, как просто "давайте уже забивать гвозди в мозг, коль у нас есть молоток в 200 петафлопс".

Для начала - немного о цифрах. 200 петафлопс - это 200 миллионов миллиардов операций в секунду, ну или 2 помноженное на 10 в семнадцатой степени. Напрямую перевести эту цифровую мощь в деятельность нашего мозга не получается - аналоговый "компьютер" у нас в голове действует по несколько иным принципам и алгоритмам, которые в чём-то отстают от цифровых "големов", но во многом их до сих пор объективно превосходят. Например, к точности и быстроте человеческого распознавания образов и речи компьютеры подобрались только за последние несколько лет, а процессы ассоциативного мышления, интуиции и инсайтов им пока и вовсе недоступны в какой-либо значительной мере и сегодня.

Тем не менее, именно путь эмуляции функций и принципов построения человеческого мозга в рамках компьютерной цифровой системы является сейчас магистральным и приносящим основные достижения. Успехи распознающих систем связаны в первую очередь с нейросетями - программно-аппаратными комплексами, которые могут, как и мы, хорошо обучаться на примерах. На низовом уровне это всё тот же детерминированный (строго определённый) цифровой компьютер, а вот на уровне самой программы - свободно эволюционирующая система, которая, подобно живой нервной сети нарабатывает определённые "условные рефлексы" в ответ на внешние раздражители.

При этом, что немаловажно, даже сами создатели сложной нейросети слабо контролируют и даже понимают процессы, творящиеся внутри неё. Так, ещё с лета 2015 года в сети разрастается скандал в связи с некорректной работой распознающей нейросети программы Google Photos. Это приложение, внутри которой работает самообучающаяся нейросеть, по каким-то внутренним причинам путает фотографии негров и обезьян, записывая и людей черной расы, и высших приматов в один и тот же класс "gorillas" (гориллы). Трёхлетние усилия разработчиков Google хоть как-то унять "цифрового расиста" пока что закончились ничем: из поиска по фотобанку Google просто исключили слова “gorilla”(горилла), “chimp”, “chimpanzee” (шимпанзе) and “monkey”(обезьянка), признав факт того, что "зайца научить курить" всё-таки проще, нежели переучить сложную нейросеть.

В силу вышесказанного можно понять, что процесс эмуляции функции человеческого мозга в цифровых компьютерах пока что осуществляется нами практически по шаблонам сериала "Мир Дикого Запада" (Westworld). Напомню, там "хозяева" парка, андроиды, (англ. hosts) принимали у себя "гостей"-людей (англ. guests), на основе реакций и поведения которых они и изменяли свои собственные поступки, чтобы, с одной стороны, создать у людей впечатление реальности, и, с другой стороны, подняться самим до уровня человеческого мышления и сознания. Определения host и guest, кстати, взяты именно из практики эмуляции - именно так обозначаются в ней базовая и надстраиваемая над ней система.

При этом успешные попытки эмуляции не просто систем человеческого зрения или слуха (что уже стало обыденностью), но и полной работы нашего мозга - уже история цифровой техники. Так, ещё в 2013 году на японском суперкомпьютере серии К была проведена полная эмуляция 1 секунды жизнедеятельности приблизительно 1% человеческого мозга. Учитывая тогдашние вычислительные мощности и алгоритмы, для этой секунды "мышления" внутри компьютера потребовалось 40 минут машинного времени, 82944 процессора суперкомпьютера (около 10,5 петафлопс вычислительной мощности) и 1 петабайт памяти.

Если экстраполировать данный эксперимент на нынешние мощности машины Summit, то получится, что для него даже в случае применения такой же программной эмуляции, как и в 2013 году в японском эксперименте, на такое "секундное мышление" уйдёт лишь 120 секунд или же 2 минуты машинного времени.

При этом нынешний рубеж в 200 петафлопс отнюдь не является каким-то физическим пределом. Даже само создание суперкомпьютера Summit скорее можно рассматривать, как ответ США на последние усилия Китая вырвать пальму первенства в создании суперкомпьютеров у Америки - предыдущая рекордная машина принадлежала как раз Китаю и имела мощность в 93 петафлопса.

Уже сейчас понятно, что эмуляция работы 100% человеческого мозга в "замедленном" режиме возможна будет на суперкомпьютерах следующего поколения с объёмом памяти около 100 петабайт и производительностью более 1 экзафлопса (1 экзафлопс = 1000 петафлопсов, всего лишь в пять раз больше, чем мощность Summit). Судя по росту вычислительной мощности, случится это уже лет через 5 максимум. А следующий принципиальный шаг, работа эмуляции мозга в "реальном" времени просто за счёт совершенствования технологической базы, станет доступна лет через десят-пятнадцать.

Так что, господа, не исключено, что где-то в нашем мире уже живёт (а точнее - умирает от смертельной болезни) не мифический, а реальный "Джеймс Делос", который решил профинансировать исследования "цифрового бессмертия".

В конце-концов, энергопотребление Summit сегодня составляет около 15 мегаватт. Ничего сверхуникального в нём нет - внутри этого монстра трудятся 27 000 чипов Nvidia, каждый из которых в реальной жизни отвечает в какой-нибудь бытовой видеокарте за вывод изображения на экран обычного монитора. 15 мегаватт мощности по нынешним оптовым расценкам будут стоить где-то 20 000 долларов в день. На перспективную машину "цифрового бессмертия" уйдёт, конечно, раз в пять больше. Но что такое даже 100 000 долларов в сутки в качестве платы за вечную жизнь? А там и "руки-ноги" подоспеют, чтобы наш Джеймс Делос не сошёл с ума в своей "цифровой консервной банке".

Alex Anpilogov


 

Loading...
Загрузка...

© 2009 Технополис завтра

Перепечатка  материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши  правила  строже  этих,  пожалуйста,  пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.