Friday, September 11, 2009

Изкуствен точен модел на мозъка до 10 години?!

Едни швейцарци се бяха изхвърлили, един приятел ми го беше казал, смеейки се, сега тази история пак е набрала популярност.

Например тук:
http://green.democrit.com/bg/news.php?cell=632

Оригинал:
http://www.sciencedaily.com/releases/2009/09/090904071908.htm

До десетилетие може би ще разполагаме с изкуствен мозък

Какво знаем за мозъка?
Почти нищо, според проф. Маркрам от швейцарския Brain Mind Institute.
Или поне никой не знае какво знаем. И дъпълва: ‘изучаването на човешкия мозък и неговите функции вече повече от 100 години е довело само до натрупването на огромно количество информация, която преди да бъде обединена и анализирана като едно цяло няма да ни позволи да разберем и една стотна от истинската му същност’.

Според професора до десетина години можем да имаме модел, който да е точно копие на човешкия мозък като уточнява, че по-скоро финансовата страна на въпроса би попречила това да се осъществи навреме отколкото технически трудности или проблеми от биологична гледна точка.

(...)

Едно от най-важните предимства на работата с изкуствен мозък ще бъде изследването на причините на редица болести от
синдрома на Алцхаймер, деменция, психиатрични отклонения до
депресивните състояния и проблеми със съня и паметта.

(...)

Въпреки стряскащите цифри, че е изграден от няколко милиарда нервни клетки и трилиарди връзки помежду им, то за учените не е проблем да го възпроизведат в лабораторни условия, защото все пак тези цифри са крайни.

Благодарение на мощни компютри, сметките, които трябва да се извършат при планирането и конструирането на изкуствен мозък не изглеждат невъзможни.

(Демокрит)

Изкуствен разум, който да използва някои принципи и дизайнерски подсказки от мозъка - да, и аз вярвам в това и ще работя в тази посока.

Но точен биологично модел на целия мозък, който да работи точно по същия начин и да се докаже, че е точно така че да може да се ползва за изследване на болестите и пр....

Проблемът е в условието да бъде "копие" на мозъка.

- Как ще докажат, че е?

Мозъкът не е идеална абстрактна машина като компютрите, в нея няма логически елементи, "логическите елементи" в крайна сметка са молекули и химически процеси, протичащи в целите клетки, не е само неврони и синапси.

За да използват такъв модел за точно изследване на човешки мозък, трябва да го симулират на най-ниско физико-химично ниво.

По груби сметки, в 1 л вода имало около 10 на 26-та молекули. Мозъкът е да кажем 1,5 л ...вода. Но не е, белтъчните молекули са много по-сложни за симулация.

Най-бързите суперкомпютри днес вършат едва около 10^15 операции/сек (петафлоп). http://top500.org

Ако продължи да се спазва Законът на Мур, след 10 години може и да бъдат например 1000 пъти по-бързи - 10^18 операции/сек.

Симулацията на една молекула обаче едва ли може да се вмести в една операция... А и да се вмести... На такова ниско ниво, за да е "точно" промените и изчисленията трябва да стават за много кратки симулирани интервали. Една милиардна от секундата е прекалено дълъг интервал, но да кажем толкова.

Така, само за 1 секунда симулация на 10^26 молекули с точност 1 наносекунда, което е прекалено малко, ако всяка се изчислява за една операция (невъзможно, сега едвам сгъват по една белтъчна молекула) - са нужни 10^35 операции.


Ако компютрите някак си продължат да се ускоряват със скорост около два пъти на две години, тази дупка от 10^17 ще се запълни след 60 години.

И то за една груба симулация в наносекунди, и при положение че една молекула се изчислява за 1 изчислителна операция, което е немислимо, защото молекулата е съставена от много блокчета, които трябва да се моделират, една белтъчна молекула може да има хиляди и десетки хиляди атоми.

Освен това, подобна реалистична симулация на мозъка има нужда от реалистичен поток от кръв, който изисква и физически реалистична сърдечно-съдова система, кръв, жлези с вътрешна секреция, рецепторни неврони, очи ...

И как ще се изградят всички тези молекули с точни координати, енергия и пр.?

В живите системи - стъпка по стъпка, в ембриона и след това... А каква изчислителна сложност има симулация на развитието на зародиш на човек само до раждането...

Девет месечна симулация, при точност 1 наносекунда (не знам дали е физически достатъчно точно за да не се "изроди" бебето от изчислителни грешки) ~ 2 * 10^16 цикъла. Тези цикли трябва да се умножат по броя на молекулите в зародиша, да кажем отново 10^35 = 10 ^ 51 операции.

За да се изчисли това за 1 година, трябва компютър с бързина 10^46 операции в секунда.

После още няколко години за да се доразвие биологично мозъка, както знаете в началото той не проежда добре електрически импулси. И още много години, за да може възприятията от средата да развият интелигентността му.

И още дълги години симулационно време, за да се симулира износването на кръвоносните съдове, натрупването на вредни вещества...

No comments :