چاپ

اين پروژه در شش فاز مجزا اجرا مي‌شود و با استفاده از مهندسي معکوس محققان تلاش مي‌کنند به اطلاعات پايه‌اي براي ساخت يک مغز مصنوعي دست پيدا کنند.

فاز اول: شناسايي ساختار و طراحي

در مغز انسان 100 ميليارد نورون و رشته عصبي وجود دارد که قسمت‌هاي مختلف را به هم متصل مي‌کنند. در گذشته شناسايي محل اتصالات نورون‌ها کار بسيار دشواري بود و صرفا براي بخش محدودي از نورون‌هاي سطحي کاربرد داشت. در حال حاضر با استفاده از تکنيکي موسوم به شفافيت مي‌توان عملکرد تمام نورون‌ها را بررسي کرد و براي هر کدام رنگي مجزا در نظر گرفت تا محل اتصالات به خوبي قابل تشخيص باشد.

در بخش ديگري از اين پروژه براي بررسي عملکرد نورون‌ها و سرعت انتقال آنها در انسان سالم و هوشيار، از نوعي MRI تخصصي بهره گرفته مي‌شود. با تلفيق اين دو روش ساختار ارتباطات و سرعت انتقال اطلاعات در مغز به خوبي شناسايي مي‌شود و فاز اول به پايان مي‌رسد.

فاز دوم: ارزيابي سيگنال‌هاي مغز

براي شناخت کامل عملکرد مغز شناخت اتصالات نورون‌ها و سلول‌هاي عصبي فقط نيمي از عمليات لازم است و براي شناخت کامل بايد ساختار سيگنال‌هاي الکتريکي که به قسمت‌هاي مختلف ارسال‌ مي‌شوند نيز مورد ارزيابي قرار بگيرند.

ابزارهاي مناسب براي اندازه‌گيري سيگنال‌هاي مغز در سال گذشته در دو آزمايشگاه دانشگاه استنفورد طراحي و ساخته شدند و با استفاده از اين وسايل محققان توانستند ميزان فعاليت الکتريکي مغز را در شرايط واقعي اندازه بگيرند.

در زمان ارسال سيگنال‌ها، ولتاژ نورون‌ها به صورت لحظه‌اي تغيير مي‌کند و اطلاعات مورد نظر در مغز منتقل مي‌شود که اين ابزارها اين تغييرات را ثبت مي‌کنند.

فاز سوم: دستکاري سيگنال‌هاي مغز

در دهه گذشته اگرچه تکنيک‌هاي مختلفي براي تحريک بخشي از نورون‌ها معرفي شد اما جديدترين روش انجام اين کار حاصل کار پروفسور کارل ديزروس است که مي‌تواند تک‌تک نورون‌ها را به دلخواه تحريک کند.

در اين روش با اعمال پالس‌هاي مختلف به مغز، نورون‌ها در واکنش به پالس ورودي، پروتئيني توليد مي‌کنند که ميزان آن به ميزان شدت پالس ورودي وابسته است و بر اساس اين روش عملکرد هر نورون و قابليت‌ها و ميزان تاثيرپذيري آن مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

اين روش براي نورون‌هاي سطحي کاربرد دارد و محققان دانشگاه استنفورد اعلام کرده‌اند در حال طراحي روش‌هايي هستند که با استفاده از امواج فراصوت به سطح‌هاي پايين‌تر مغز دسترسي پيدا کنند.

فاز چهارم: طراحي يک تئوري منطقي براي عملکرد مغز

شناخت ساختار مغز براي مهندسي معکوس و رسيدن به يک کپي منحصربفرد کافي نيست و نحوه عملکرد هر بخش و اطلاعات داخل آن نيز اهميت دارد و بررسي و کار با سيگنال‌ها نمي‌تواند تمام اطلاعات مورد نياز را در اختيار ما بگذارد.

در اين فاز عملکرد مغز در زمان انجام فعاليت‌هاي مختلف مورد بررسي قرار مي‌گيرد و حساسيت بخش‌هاي مختلف نسبت به هر فعاليت مشخص مي‌شود. با پيچيده‌تر کردن و ترکيب فعاليت‌هاي مختلف نظير تکلم، حرکت کردن، فکر کردن و حل مسئله، شناخت از نحوه عملکرد مغز بيشتر مي‌شود و مي‌توان يک توصيف تئوري مناسب از کارکرد مغز بدست‌ آورد.

فاز پنجم: پياده‌سازي ديجيتالي

مغز انسان يک کامپيوتر طبيعي قدرتمند است که با دريافت انرژي از يک وعده غذا، ميليون‌ها سيگنال مختلف را در لحظه ارزيابي کرده و به آنها پاسخ مي‌دهد و براي شبيه‌سازي مناسب بايد اين قابليت‌ها به خوبي پياده‌سازي شوند.

براي مثال يک عمليات ساده وقتي به يک موش و يک کامپيوتر داده مي‌شود مغز موش 9000 برابر سريع‌تر از کامپيوتر واکنش مي‌دهد و 40 هزار برابر کمتر انرژي مصرف مي‌کند. حالا وقتي صحبت از عمليات‌هاي پيچيده‌تر و ترکيبي مي‌شود که مغز انسان انجام مي‌هد، کار بسيار سخت‌تر خواهد شد.

جديدترين برد ديجيتالي که توسط محققان دانشگاه استنفورد طراحي شده "نوروگريد" نام دارد. نورو گريد کم‌مصرف‌ترين و سريع‌ترين بردي است که تا به حال ساخته شده و ظرفيت محاسباتي آن با يک ميليون نورون برابري مي‌کند و توان مصرفي آن فقط سه وات است. در حال حاضر ابعاد اين برد ديجيتال هم‌اندازه يک تبلت است و محققان اميدوارند تا پنج سال آينده بتوانند ابعاد آن را هم‌اندازه با يک تراشه کوچک کنند.

فاز ششم: بررسي کنش و واکنش

در اين مرحله بايد کنش و واکنش را به مغز مصنوعي آموزش داد و کيفيت آن را سنجيد. در قدم اول مغز مصنوعي بايد محيط پيراموني خود را درک کرده و بشناسد و مشخص است که سخت‌ترين بخش پروژه فاز ششم آن خواهد بود.

مهمترين ابزار شناخت انسان از محيط پيرامونش چشم اوست اما در واقع تمام اطلاعات در مغز پردازش مي‌شود و چشم، گوش و ديگر اعضاي حسي فقط ناقل اطلاعات هستند. انسان با مغزش مي‌بيند، مي‌شناسد، مي‌شنود، مي‌چشد و حرف مي‌زند.

در اين فاز با استفاده از الگوريتم‌هاي يادگيرنده و اطلاعات پايه اي نظير تصاوير و صداهاي مختلف سعي مي‌شود اطلاعات پايه‌اي در اختيار مغز مصنوعي قرار گيرد تا شناخت نسبت به محيط پيرامون فراهم شود.

در اين پروژه که جزئيات آن توسط دانشگاه استنفورد منتشر شده چندين استاد و محقق در رشته‌هاي مختلف علوم رايانه، عصب شناسي، پزشکي، روانشناسي و مهندسي برق شرکت دارند و تمام فازها به صورت موازي در حال پيشرفت هستند تا کيفيت خروجي و قدرت مغز توليدي روز به روز بهتر و بيشتر شود.

انتهاي پيام