המחשב שידמה את המוח האנושי
בקרוב נמצא את התשובות גם לבעיות הכי מורכבות בעולם שהמחשבים הקיימים לא יכולים יכולים לפתור. פיזיקאים פיתחו אב טיפוס של מחשב שעובד כמו המוח האנושי: שומר מידע בזיכרון תוך כדי עיבודו. ואולי הוא גם יכול ללמד אותנו משהו על המוח שלנו
אב טיפוס חדש של מחשב שנקרא memcomputer (קיצור של מחשב עם מעבד משולב זיכרון), עובד על עיקרון חיקוי פעולת המוח האנושי, ומדענים טוענים שיום אחד הוא יוכל לבצע משימות מורכבות כמו פיצוח קודים או פתירת בעיות מתמטיות בדרגות קושי גבוהות. חוקרים מוסיפים כי מחשבים מהסוג הזה יוכלו גם לעזור למדענים בתחום חקר המוח להבין יותר לעומק כיצד עובד המוח האנושי.
בתוך מחשב ביתי רגיל, המעבד - שמבצע את החישובים, והזיכרון - שבו מאוחסן המידע הם שני מרכיבים נפרדים. חילוף הנתונים הקבוע בין המעבד לזיכרון צורך זמן ואנרגיה ועל כן מאט את ביצועיהם.
מי שעומד בראש הפרויקט הוא מסימיליאנו די ונטרה, פרופסור לפיזיקה ומדעי המחשב באוניברסיטת סאן דיאגו, שהחל לפתח יחד עם עמיתיו מחשבים העשויים ממעבדים משולבי זיכרון שמבצעים במקביל את שתי הפעולות. המחשב מהסוג הזה מחקה את תאי העצב המרכיבים את המוח האנושי, כשכל תא משמש גם כמעבד וגם כזיכרון. הרעיון נולד בניסוי שנערך כבר בשנות ה-70' של המאה הקודמת, אך רק בשנת 2008 החלו לראשונה לעבוד על הפיתוח.
די ונטורה ועמיתיו בנו אב טיפוס של המחשב שהם טוענים שיכול לפתור ביעילות בעיות חישוב מורכבות במיוחד. יתרה מזו, הם בנו את המחשב הזה מרכיבים סטנדרטיים ולעומת המחשב הקוונטי שמצריך סביבת עבודה עדינה ומתחשבת, המחשב הזה יכול לפעול ביעילות גם בטמפרטורת חדר רגילה.
המדענים חקרו סדרה של בעיות הידועות כ-NP-שלמות. בעיות מסוג זה, אדם רגיל יוכל לאשר במיידי אם פתרון נתון יכול לעבוד או לא, אבל הוא לא יכול למצוא במהירות המיידית את הפיתרון האופטימלי. המעבדים שמרכיבים את המחשב שבנו המדענים יכולים לעבוד יחד ובמקביל, בשביל למצוא את כל הפתרונות האפשריים לבעיה המורכבת."אם נעבוד על דוגמאות שונות של חישובים, הבעיות המורכבות שהן קשות מאד לפתרון עם המחשבים הקיימים - יכולות להפתר ביעילות על ידי המחשב שבנינו" אמר די ונטורה.
מהן בדיוק אותן בעיות מורכבות שמחשב רגיל מתקשה להתמודד איתן בעוד המחשב המתקדם של די ונטרה יכול לפתור בשנייה? זה אולי נשמע אזוטרי, אבל זה די פשוט: נניח שיש לכם סדרת מספרים גדולה, כמה מתוכם סכומם יהיה למשל 10? "אלו בעיות שנתקלים בהם הרבה בימינו, כמו - לימוד מכונות, רובוטיקה, תזמונים ואופטימיזציה" אומר די ונטרה.
זה מה שיעשה מחשב רגיל בשביל להתמודד עם הבעיה: הוא ישלוף שני מספרים מתוך סדרת מספרים שבזיכרון, יריץ אותם למעבד לבדוק מה הסכום שלהם, יבצע את הפעולה ואז יחזיר את התוצאה לזיכרון. המחשב מבצע את הפעולה הזאת שוב ושוב עד שהוא יחבר את כל המספרים הקיימים. התהליך הזה קצר אם יש לכם כמה עשרות מספרים. אבל זאת עבודת פרך אם יש לכם 10 מיליון מספרים - המחשב מריץ את כל ה-10 מיליון מספרים ומבצע את תהליך החישוב שמביא אותו ל-10 טריליון ריצות הלוך חזור בין המעבד לזיכרון. אולטרה-מרתון של חישובים.
בקיצור: המחשב הרגיל יריץ הלוך חזור את המספרים 10 טריליון פעמים, בעוד ה-memcomputer יריץ 10 מיליון מבוכים שבכניסה לכל מבוך יש מספר ובכל יציאה אפשרית יש מספרים שסכומם נותן את התוצאה הרצויה. תדמיינו שכל ריצה של כל אחד מהם לוקחת שנייה אחת - בעוד שהמחשב של די ונטרה יעשה את החישוב ב-116 ימים, כעבור 300,000 שנים המחשב הקלאסי עדיין יריץ את החישובים. די ונטרה מחדד שהמחשב הרגיל יבצע את המשימה עד הסוף, אבל למחשב המתקדם שלו יקח בהרבה פחות זמן לסיים אותה עם התוצאה האופטימלית.
פתרון בעיות מורכבות הוא רק יתרון אחד של המחשב המתקדם על המחשבים הרגילים. "בנוסף, אנחנו נרצה לראות אם מה שלמדנו מהמחשב החכם יוכל גם ללמד אותנו על תפקודו של המוח האנושי" הוסיף די ונטורה. ימים יגידו, בתקווה שבקרוב מאוד.
