Beyinden ilham alan nöromorfik bilgisayarlar: Enerji maliyetleri düşecek

Sandia Ulusal Laboratuvarları araştırmacıları, insan beyninin çalışma prensibini taklit eden nöromorfik bilgisayarların, en karmaşık matematiksel problemleri şaşırtıcı bir verimlilikle çözebildiğini kanıtladı. Bu keşif, süper bilgisayarların enerji tüketimini minimize ederek ulusal güvenlikten sağlık sektörüne kadar pek çok alanda yeni bir çağın kapılarını aralıyor.

Geleneksel işlemcilerin sınırlarına yaklaşılırken, bilim dünyası rotayı doğanın en mükemmel bilgisayarı olan ‘insan beynine’ çevirdi. Sandia Ulusal Laboratuvarları'ndan bilim insanları, beyin yapısından esinlenerek tasarlanan nöromorfik donanımların, mühendislik ve fiziğin temelini oluşturan zorlu matematiksel denklemleri çözmede üstün başarı gösterdiğini ortaya koydu. Nature Machine Intelligence dergisinde yayımlanan çalışma, nöromorfik sistemlerin sadece örüntü tanıma gibi yapay zeka görevlerinde değil, aynı zamanda yüksek işlem gücü gerektiren bilimsel hesaplamalarda da devrim yaratabileceğini gösteriyor. KARMAŞIK DENKLEMLERE ‘BEYİN’ GÜCÜAraştırmacılar Brad Theilman ve Brad Aimone tarafından geliştirilen yeni algoritma, nöromorfik donanımların ‘kısmi diferansiyel denklemleri’ (PDE) çözmesine olanak tanıyor. PDE'ler; hava durumu tahminleri, akışkanlar dinamiği, uçak tasarımları ve elektromanyetik alanların modellenmesi gibi kritik endüstriyel süreçlerin temelinde yer alıyor. Geleneksel süper bilgisayarlar bu denklemleri çözmek için muazzam miktarda enerji ve işlem gücü harcarken, nöromorfik sistemler beynin çalışma verimliliğini taklit ederek aynı işlemi çok daha düşük enerjiyle gerçekleştirebiliyor. TENİS TOPU VE HESAPLAMA MALİYETİHesaplamalı sinirbilimci Brad Aimone, bu teknolojinin verimliliğini insan beyninin motor kontrol yeteneği üzerinden şu sözlerle örneklendiriyor: "Bir tenis topuna vurmak gibi herhangi bir motor kontrol görevini ele alın. Bunlar aslında çok karmaşık matematiksel hesaplamalardır. Beynimiz bu eksa ölçekli problemleri çok düşük bir enerji maliyetiyle çözebiliyor. Biz de bu verimliliği bilgisayarlara taşıyoruz." ENERJİ VERİMLİLİĞİNDE STRATEJİK AVANTAJAraştırma, özellikle ulusal güvenlik ve nükleer enerji simülasyonları gibi yüksek maliyetli alanlar için büyük önem taşıyor. Mevcut süper bilgisayarların tükettiği devasa elektrik enerjisi, sürdürülebilirlik açısından ciddi bir sorun teşkil ediyor. Nöromorfik hesaplama, hesaplama kapasitesinden ödün vermeden enerji kullanımını radikal biçimde azaltmanın yolunu açıyor. Theilman, "Zeka benzeri davranışlar sergileyen sistemlere yeni yeni ulaşıyoruz ancak mevcut sistemlerin tükettiği kaynak miktarı akıl almaz derecede fazla. Nöromorfik yapı bu dengeyi değiştirecek" dedi. TIPTA YENİ UFUKLAR: ALZHEIMER VE PARKINSONÇalışmanın bir diğer boyutu ise sinirbilim ile ilgili. Geliştirilen algoritma, beyindeki kortikal ağların yapısıyla güçlü benzerlikler taşıyor. Araştırmacılar, nöromorfik bilgisayarların çalışma prensibinin anlaşılmasının, Alzheimer ve Parkinson gibi nörolojik hastalıkların kökenini çözmede tıp dünyasına yeni ipuçları sunabileceğine inanıyor. Aimone, "Beyin hastalıkları aslında birer hesaplama hastalığı olabilir. Bu teknoloji ile beynin bilgiyi nasıl işlediğine dair henüz sahip olmadığımız sağlam bir kavrayışa ulaşabiliriz" değerlendirmesinde bulundu.