Informática

Supercomputador que imita o cérebro humano é ligado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/11/2018

Parece um supercomputador normal, mas não é: este funciona imitando o cérebro humano.
[Imagem: Universidade de Manchester]

Spinnaker

O maior supercomputador neuromórfico do mundo - projetado e construído para funcionar da mesma maneira que um cérebro - está sendo ligado pela primeira vez, com nada menos do que um milhão de núcleos processadores.

O supercomputador, chamado Spinnaker, será capaz de completar mais de 200 milhões de ações por segundo graças a nada menos do que um milhão de núcleos processadores, cada um deles tendo 100 milhões de componentes.

Spinnaker é um acrônimo para Spiking Neural Network Architecture, algo como arquitetura de rede neural por picos de tensão, em referência aos "disparos" elétricos das sinapses, que fazem a comunicação entre os neurônios.

O projeto é a parte de hardware (Plataforma de Computação Neuromórfica) do Projeto Cérebro Humano.

Supercomputador neuromórfico

O SpiNNaker é único porque, ao contrário dos computadores tradicionais, ele não se comunica enviando grandes quantidades de informações de um ponto A para um ponto B através de uma rede padrão. Em vez disso, ele imita a arquitetura de comunicação massivamente paralela do cérebro, enviando bilhões de pequenas quantidades de informação simultaneamente para milhares de destinos diferentes.

A equipe vem trabalhando há 20 anos no projeto, dos quais 10 foram gastos na concepção e outros 10 anos na construção dos chips neuromórficos e em sua interligação.

Com a nova máquina, o objetivo é modelar até um bilhão de neurônios biológicos em tempo real. Para se ter uma ideia de escala, um cérebro de camundongo contém cerca de 100 milhões de neurônios, enquanto o cérebro humano é mil vezes maior. Ou seja, um bilhão de neurônios equivale a cerca de 1% do cérebro humano, que são interconectados através de aproximadamente 1 quatrilhão (1 seguido de 15 zeros) de sinapses.

"Nós essencialmente criamos uma máquina que funciona mais como um cérebro do que como um computador tradicional, o que é extremamente estimulante. O objetivo final do projeto sempre foi um milhão de núcleos em um único computador para aplicações de modelagem cerebral em tempo real. Agora conseguimos, o que é fantástico," disse o professor Steve Furber, da Universidade de Manchester, no Reino Unido, um dos idealizadores do supercomputador.

Processadores neuromórficos do Spinnaker.
[Imagem: Universidade de Manchester]

Entender o cérebro

E para o que servirá um computador com um milhão de núcleos processadores que imitam a maneira como o cérebro funciona?

Em vez de colocar o jeito de funcionar do cérebro a serviço da computação tradicional, a prioridade é antes o contrário. Um dos usos fundamentais do Spinnaker será ajudar os neurocientistas a entenderem melhor como funciona o nosso próprio cérebro. Ele fará isso executando simulações neurais em tempo real que simplesmente não são possíveis com os computadores eletrônicos tradicionais.

Por exemplo, versões iniciais do SpiNNaker foram usadas para simular o processamento em tempo real de alto nível em uma série de redes cerebrais isoladas, incluindo um modelo de 80.000 neurônios de um segmento do córtex, a camada externa do cérebro que recebe e processa informações dos sentidos.

Outra simulação envolve uma região do cérebro chamada gânglio basal, uma área afetada pela doença de Parkinson, o que significa um enorme potencial para avanços neurológicos, incluindo a simulação de novos fármacos.

Em áreas mais afeitas à computação tradicional, a plataforma SpiNNaker foi recentemente usada para controlar um robô - o SpOmnibot - capaz de interpretar informações visuais em tempo real e navegar em direção a objetos específicos, ignorando outros.

Em um teste preliminar, o processador neuromórfico superou um processador eletrônico tradicional.