'S Werelds grootste neuromorfische supercomputer die is ontworpen en gebouwd om op dezelfde manier te werken als een menselijk brein, is uitgerust met zijn mijlpaal van een miljoenste processorkern en wordt voor het eerst ingeschakeld.

De nieuw gevormde Spiking Neural Network Architecture (SpiNNaker)-machine met miljoenen processorkernen kan meer dan 200 miljoen miljoen acties per seconde uitvoeren, met elk van zijn chips met 100 miljoen bewegende delen.

Om dit punt te bereiken, het heeft £ 15 miljoen aan financiering gekost, 20 jaar in conceptie en meer dan 10 jaar in constructie, met de eerste bouw die al in 2006 begon. Het project werd aanvankelijk gefinancierd door de EPSRC en wordt nu ondersteund door het European Human Brain Project. Vrijdag wordt hij voor het eerst aangezet, 2 nov.

De Spinaker-machine, die werd ontworpen en gebouwd in de School of Computer Science van de Universiteit van Manchester, kan meer biologische neuronen in realtime modelleren dan enige andere machine op de planeet.

Biologische neuronen zijn basale hersencellen die aanwezig zijn in het zenuwstelsel en die voornamelijk communiceren door 'pieken' van pure elektrochemische energie uit te zenden. Neuromorphic computing maakt gebruik van grootschalige computersystemen met elektronische circuits om deze pieken in een machine na te bootsen.

Spinaker is uniek omdat, in tegenstelling tot traditionele computers, het communiceert niet door grote hoeveelheden informatie van punt A naar B te sturen via een standaard netwerk. In plaats daarvan bootst het de massaal parallelle communicatiearchitectuur van de hersenen na, tegelijkertijd miljarden kleine hoeveelheden informatie verzenden naar duizenden verschillende bestemmingen.

Steve Furber, Hoogleraar computertechnologie, die het oorspronkelijke idee voor zo'n computer bedacht, zei:"SpiNNaker herdenkt de manier waarop conventionele computers werken volledig. We hebben in wezen een machine gemaakt die meer als een brein werkt dan een traditionele computer, wat enorm spannend is.

"Het uiteindelijke doel van het project is altijd geweest een miljoen kernen in een enkele computer voor realtime hersenmodelleringstoepassingen, en dat hebben we nu bereikt, dat is fantastisch."

De makers van de computer willen uiteindelijk tot een miljard biologische neuronen in realtime modelleren en zijn nu een stap dichterbij. Om een ​​idee te geven van de schaal, een muizenbrein bestaat uit ongeveer 100 miljoen neuronen en het menselijk brein is 1000 keer groter dan dat.

Een miljard neuronen is 1 procent van de schaal van het menselijk brein, die uit iets minder dan 100 miljard hersencellen bestaat, of neuronen, die allemaal sterk met elkaar verbonden zijn via ongeveer 1 quadriljoen (dat is 1 met 15 nullen) synapsen.

Dus, wat is een computer met een miljoen kernen die de manier nabootst waarop een brein werkt? Een van de fundamentele toepassingen ervan is om neurowetenschappers te helpen beter te begrijpen hoe ons eigen brein werkt. Het doet dit door extreem grootschalige real-time simulaties uit te voeren die gewoon niet mogelijk zijn op andere machines.

Bijvoorbeeld, SpiNNaker is gebruikt om realtime verwerking op hoog niveau te simuleren in een reeks geïsoleerde hersennetwerken. Dit is inclusief een 80, 000 neuronmodel van een segment van de cortex, de buitenste laag van de hersenen die informatie van de zintuigen ontvangt en verwerkt.

Het heeft ook een gebied van de hersenen gesimuleerd dat de basale ganglia wordt genoemd - een gebied dat is aangetast door de ziekte van Parkinson, wat betekent dat het een enorm potentieel heeft voor neurologische doorbraken in de wetenschap, zoals farmaceutische testen.

De kracht van Spinaker is onlangs zelfs gebruikt om een ​​robot te besturen, de SpOmnibot. Deze robot gebruikt het SpiNNaker-systeem om realtime visuele informatie te interpreteren en naar bepaalde objecten te navigeren terwijl andere worden genegeerd.

Prof. Furber voegde toe:"Neurowetenschappers kunnen nu SpiNNaker gebruiken om enkele van de geheimen van de werking van het menselijk brein te ontrafelen door ongekend grootschalige simulaties uit te voeren. Het werkt ook als realtime neurale simulator waarmee robotici grootschalige neurale netwerken in mobiele netwerken kunnen ontwerpen. robots zodat ze kunnen lopen, praten en bewegen met flexibiliteit en laag vermogen."