أول حاسوب عملاق في العالم قادر على محاكاة مستوى الدماغ البشري يُبنى في جامعة ويسترن سيدني

أعلن باحثون في المركز الدولي للأنظمة العصبية (ICNS) بجامعة ويسترن سيدني عن مشروع أول حاسوب عملاق في العالم قادر على محاكاة الشبكات العصبية في الدماغ البشري.

يستخدم هذا الحاسوب (الذي أُطلق عليه اسم DeepSouth) نظامًا عصبيًا يحاكي العمليات البيولوجية للإنسان، وذلك عبر استخدام أجهزة تضاهي عمل شبكات عصبية كبيرة اصطناعية، بمعدل 228 تريليون عملية متشابكة في الثانية، وهو ما ينافس معدل العمليات العصبية في الدماغ البشري.

ويقول مدير ICNS البروفيسور أندريه فان شيك: إن Deep South هو كمبيوتر فريد من نوعه مقارنة مع أجهزة كمبيوتر عملاقة أخرى، لأنه مصمم خصيصًا ليحاكي عمل شبكات الخلايا العصبية، مما يتطلّب طاقةً أقل ويتيح كفاءات أكبر، بخلاف أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأخرى المعدلة لأعمال الحوسبة التقليدية التي تستهلك الكثير من الطاقة.

وأضاف البروفسور فان شيك قائلًا: “إن عدم قدرتنا على محاكاة الشبكات الشبيهة بالدماغ على نطاق واسع، تعوق قدرتنا على المضيّ قُدمًا في فهمنا لكيفية عمل الخلايا العصبية في الدماغ، إذ تُعدّ محاكاة الشبكات العصبية الاصطناعية على أجهزة الكمبيوتر القياسية باستخدام وحدات معالجة الرسومات (GPUs)، ووحدات المعالجة المركزية متعددة النواة (CPUs) بطيئة للغاية، وتستهلك الكثير من الطاقة، ولكن نظامنا سيزيل ذلك العائق”.

وقال أيضًا: “ستعمل هذه المنصة على تطوير فهمنا للدماغ، وتطوير تطبيقات الحوسبة لتكون بمستوى عمل الدماغ البشري في مجالات متنوعة، بما في ذلك الإدراك والطب والروبوتات والفضاء وتطبيقات الذكاء الاصطناعي واسعة النطاق”.

وأوضح البروفيسور فان شيك أن هذا الكمبيوتر سيؤدّي عمليًا إلى قفزات تقنية كبيرة في الأجهزة الذكية مثل الهواتف المحمولة، وأجهزة الاستشعار المستخدمة في الصناعة والزراعة، وتطبيقات الذكاء الاصطناعي الأكثر ذكاءً والأقل استهلاكًا للطاقة، كما أنه سيمكّن من فهم كيفية عمل الدماغ البشري السليم أو المصاب بشكل أفضل.

تعاون فريق ICNS بجامعة ويسترن سيدني وشركاء في مجال العصبيات في تطوير هذا المشروع الإبداعي مع باحثين من جامعة سيدني، وجامعة ملبورن وجامعة آخن بألمانيا.

وقد تم تسمية هذا الكمبيوتر العملاق باسم DeepSouth تكريمًا لنظام TrueNorth من شركة IBM الذي كان أول من أسس لبناء آلات تحاكي شبكات كبيرة من الخلايا العصبية الاصطناعية، وتكريمًا أيضًا لجهاز Deep Blue الذي كان أول جهاز كمبيوتر يصبح بطلًا للعالم في الشطرنج، كما يحتوي الاسم على إشارة إلى موقعه الجغرافي.

سيكون مقر شركة Deep South في جامعة ويسترن سيدني، وهي مساهم رئيسي في نمو المنطقة كمركز للتكنولوجيا الفائقة،

ويهدف الباحثون إلى إطلاق Deep south للعمل بحلول أبريل/نيسان 2024.

فوائد Deep South الرئيسية:

– معالجة متوازية فائقة السرعة، وواسعة النطاق باستخدام طاقة أقلّ بكثير، فأدمغتنا قادرة على معالجة ما يعادل إكسافلوب Exaflop- مليار مليار (1 متبوعًا ب 18 صفرًا) عملية حسابية في الثانية – باستخدام 20 واطًا فقط من الطاقة، وبتوظيف الهندسة العصبية التي تحاكي الطريقة التي يعمل بها دماغنا، يستطيع Deep South معالجة كميات هائلة من البيانات بسرعة، من خلال طاقة أقل بكثير مما تستهلكه أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأخرى التي يزيد حجمها كثيرًا عن DeepSouth.

– قابلية التحكّم في الحجم والنطاق: النظام أيضًا قابل للتطوير مما يسمح بإضافة المزيد من الأجهزة لإنشاء نظام أكبر، أو تقليص حجمه ليشمل تطبيقات محمولة أصغر أو أقل ثمنًا.

– كمبيوتر يكيف إعداداته مع أيّ مدخَلات بشكل تلقائي، إذ تتجلى فعالية مصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGA) في تسهيل إعادة برمجة الجهاز، مما يتيح إضافة نماذج خلايا عصبية جديدة، وأنظمة اتصال وقواعد تعلم تساهم في التغلب على القدرة المحدودة التي تظهر في أنظمة الحوسبة العصبية الأخرى ذات الأجهزة المُصمَّمة خصيصًا لهذا الغرض.

و سيتمكّن الباحثون من الولوج إلى DeepSouth عن بُعد من خلال برنامج خاص يسمح بوصف النماذج العصبية، وتصميم الشبكات العصبية في لغة البرمجة الشهيرة Python، وهو ما سيُمكّن الباحثين من استخدام هذه المنصة دون الحاجة إلى معرفة تفصيلية بإعدادات أجهزة DeepSouth.

– التوفر التجاري: تخضع العلامات التجارية الأخرى المتوفرة في الأسواق والمنتجة للكمبيوتر العملاق إلى تحسينات مستمرة، وتصنيع حسب الطلب من خلال فريق مستقل عن فريق تصميم هذه الأجهزة، وذلك للتغلب على محدودية القدرة التي تظهر في أنظمة الحوسبة العصبية، ولكن تستغرق الرقائق الالكترونية المصنعة حسب الطلب وقتًا طويلًا لتصميمها وتصنيعها، وتكلف عشرات الملايين من الدولارات لكلّ منها، أما باستخدام الأجهزة التجارية ل DeepSouth الجاهزة للتركيب، سيكون من السهل تكرار النموذج الأوّلي في مراكز البيانات حول العالم.

• الذكاء الاصطناعي: فمن خلال محاكاة الدماغ البشري، سنكون قادرين على إنشاء وسائل أكثر كفاءة لتنفيذ عمليات الذكاء الاصطناعي مقارنة بنماذجنا الحالية.