Proyectan crear ordenadores que imiten el cerebro de un gato

El ejército estadounidense lidera un proyecto, en el que también participan importantes empresas como IBM o HP, para producir un chip capaz de imitar el funcionamiento del cerebro de un mamífero, en concreto de un gato.

Se trata de la iniciativa SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics), en la que el ejército norteamericano ha puesto sus expectativas para conseguir máquinas capaces de apoyar al ser humano en muchas de las situaciones de guerra a la que los ejércitos se tienen que enfrentar hoy en día. El sistema, dice la agencia, incluye cosas como procesado de imágenes de video para extraer información o integración sensorial

En última instancia, la finalidad de este proyecto es producir un chip que imite el modo en que funciona el cerebro, lo que permitiría a las máquinas procesar información de manera autónoma en el mundo real o hacerse cargo de entornos complejos aprendiendo automáticamente qué características tienen esos entornos.

De esta manera, las máquinas tendrán la capacidad de imitar la sensación, percepción, acción, interacción y cognición, teniendo como un reto un bajo nivel de consumo de energía y tamaño compacto.

IBM es una de las empresas involucradas en el proyecto. Además, participan HP y cinco universidades estadounidenses.

“Si tenemos éxito a la hora de hacer que esta tecnología se haga realidad, podremos desplegar sistemas informáticos que puedan gestionar la ambigüedad, así como usar una amplia gama de sensores biológicos y no biológicos para actuar tal y como lo hace el cerebro”, cometa Dharmendra Modha, director de informática cognitiva de IBM, en Defense Systems.

Ordenadores dependientes

El problema de los ordenadores actuales es que necesitan algoritmos proporcionados por el ser humano para describir qué información buscan y cómo procesan esa información una vez encontrada. Esto está muy bien para situaciones bien definidas, pero no funciona en situaciones reales en las que pueden actuar múltiples posibilidades y en las que muchos datos diferentes pueden interactuar.

Para estas situaciones, el cerebro biológico (el nuestro) es mucho más eficiente. En este sentido, la computación cognitiva ofrece la promesa de sistemas capaces de integrar y analizar muchos datos desde fuentes diversas en un abrir y cerrar de ojos, lo que permitirá a las empresas, a los ejércitos o a las personas tomar decisiones rápidamente.

Si SyNAPSE funciona con éxito, se rompería uno de los cuellos de botella que impiden el desarrollo de la informática, el de Von Neumann, que se refiere a que en las arquitecturas informáticas actuales, el procesador y la memoria están separadas y su rendimiento está limitado a lo rápido que ambas sean capaces de intercambiarse datos.

Por el contrario (y es aquí donde radica lo revolucionario de este proyecto), en nuestro cerebro, la sinapsis (región de contacto entre los axones, terminaciones de las neuronas, y las dendritas, o cuerpo celular de otras neuronas) realiza ambas funciones (memoria y procesado) al mismo tiempo. Se puede decir que en la naturaleza no existe el cuello de botella Von Neumann.

Durante décadas, los informáticos han tratado de imitar el funcionamiento de nuestro cerebro, pero esos esfuerzos no han dado ningún resultado. ¿Por qué SyNAPSE tiene alguna posibilidad de funcionar? Según Modha, actualmente se dan tres tendencias muy importantes que pueden facilitar mucho su desarrollo.

Buenas condiciones

En primer lugar, la neurociencia ha conseguido extraer datos muy importantes respecto a las neuronas y la sinapsis, y respecto a cómo funcionan. Además, los superordenadores han progresado, y ahora es posible hacer simulaciones de las dinámicas del cerebro mucho más extensas.

Por otro lado, la nanotecnología ha progresado tanto que se podrían replicar en un hardware por lo menos 10 mil millones de sinapsis y 1 millón de neuronas por centímetro cuadrado.

DARPA ha diseñado SyNAPSE como un programa con cinco etapas que se extenderá durante seis años aproximadamente. El objetivo final es la producción de sistemas multichip neuronales capaces de dirigir un robot con la misma capacidad que un gato para interpretar su entorno.

Recientemente, el equipo de computación cognitiva de IBM demostró la simulación casi en tiempo real a escala de un cerebro de mamífero pequeño utilizando algoritmos de computación cognitiva con la potencia de la supercomputadora BlueGene de IBM.

Con esta capacidad de simulación, los investigadores están experimentando con diversas hipótesis matemáticas de la función y estructura cerebral, en su trabajo por develar los micro y macro circuitos computacionales centrales del cerebro.