La Tecnología Neuromórfica

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Los procesadores neuromórficos, son los que tratan de procesar información imitando la arquitectura del cerebro humano, con el fin de incrementar considerablemente la capacidad de pensamiento y respuesta de un ordenador. Combinando partes de almacenamiento y de procesamiento de datos en los mismos módulos interconectados entre sí, los procesadores neuromórficos ofrecen mayor potencia y mejor eficiencia energética.
Un ejemplo es el procesador neuromórfico TrueNorth de IBM, presentado como prototipo en agosto de 2014.
La tecnología neuromórfica será la próxima etapa de la informática potente, al permitir un procesamiento de información ampliamente más rápido y una mejor capacidad de aprendizaje para las máquinas. El chip TrueNorth de IBM, con un millón de neuronas, cuyo prototipo se presentó en agosto de 2014, tiene una potencia para ciertas tareas que es cientos de veces superior a la de una CPU (unidad central de procesamiento) convencional, y por primera vez, más comparable a la corteza humana. Con mucha más potencia informática disponible con menos energía y volumen, los chips neuromórficos deberían permitir que las máquinas a pequeña escala más inteligentes controlen la próxima etapa de miniaturización y de inteligencia artificial.
Incluso las mejores computadoras de la actualidad no son competencia para la sofisticación del cerebro humano. Las computadoras son lineales y transportan información de un lado a otro entre chips de memoria y un procesador central sobre una red troncal de alta velocidad. El cerebro, por otro lado, está completamente interconectado, con la lógica y la memoria entrecruzadas con una densidad y diversidad mil millones de veces mayor a la que se puede encontrar en una computadora moderna. Los chips neuromórficos tienen el objetivo de procesar información de una manera fundamentalmente distinta al hardware tradicional, ya que imita la arquitectura del cerebro para provocar un gran aumento en la capacidad de una computadora para pensar y responder.

La miniaturización ha provocado aumentos masivos en la capacidad informática convencional a lo largo de los años, pero el obstáculo de tener que mover la información constantemente entre la memoria de almacenamiento y los procesadores centrales requiere grandes cantidades de energía e induce calor indeseado, lo que limita otras mejoras. Por el contrario, los chips neuromórficos pueden ser más eficientes energéticamente y más poderosos, ya que combinan componentes de almacenamiento y procesamiento de información en los mismos módulos interconectados. En este sentido, el sistema copia las neuronas en red que, en miles de millones, conforman el cerebro humano.


Los chips neuromórficos tendrán una inteligencia alienígena


Los microchips que toman el cerebro como modelo podría ser buenos para tareas que desconciertan a los ordenadores actuales tras 30 años de investigación Imagina a una persona en una cafetería leyendo estas líneas en un portátil. La máquina, hecha de metal, plástico y silicio consume unos 50 vatios de potencia mientras traduce trozos de información, una larga ristra de 1s y 0s para transformarlos en un patrón de puntos sobre una pantalla. Mientras, dentro de la cabeza de esa persona una masa viscosa de proteínas, sal y agua, usa una fracción minúscula de esa potencia no sólo para reconocer los patrones como letras, palabras y frases, sino también para reconocer la canción que suena en la radio.

Este chip de ordenador, fabricado por IBM en 2011 tiene componentes que funcionan como 256 neuronas y 1.024 sinapsis. Los ordenadores son increíblemente ineficientes en muchas tareas que resultan sencillas incluso a las mentes más simples, como por ejemplo reconocer imágenes y moverse por espacios desconocidos. Las máquinas que se encuentran en los laboratorios de investigación y grandes centros de datos pueden llevar a cabo este tipo de tareas, pero son inmensas y requieren muchísima energía para funcionar, además de una programación especializada. Hace poco Google copó los titulares por un software capaz de reconocer de forma fiable a gatos y caras humanas en vídeos, pero para conseguirlo fueron necesarios no menos de 16.000 potentes procesadores.

Los cerebros computan en paralelo dado que las células eléctricamente activas que contienen, las neuronas, operan simultáneamente y sin descanso. Unidas en complejas redes mediante apéndices parecidos a hilos, las neuronas influyen en los pulsos eléctricos de las demás a través de conexiones llamadas sinapsis. Cuando la información fluye a través de un cerebro, procesa los datos como una descarga de picos que se extienden por sus neuronas y sinapsis.
Reconoces las palabras de este párrafo, por ejemplo, gracias a un patrón concreto de actividad eléctrica en tu cerebro que se dispara por el input que reciben tus ojos. Y además hay otra clave, el hardware neuronal es flexible: un nuevo input puede hacer que las sinapsis se adapten, dando a unas neuronas más o menos influencia sobre las otras, un proceso que es la base del aprendizaje. En términos de computación es un sistema masivamente paralelo capaz de reprogramarse.




Máquinas de aprendizaje
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Un microchip desarrollado en HRL aprende como un cerebro biológico, fortaleciendo o debilitando conexiones parecidas a las sinapsis.


En otra colina californiana unos 500 kilómetros más al sur, la otra parte del proyecto de DARPA tiene el objetivo de fabricar chips que imiten los cerebros con una precisión aún mayor. HRL, que mira a Malibú desde los pies de los Montes de Santa Mónica (EEUU), fue fundada por Hughes Aircraft y ahora opera como una asociación de General Motors y Boeing. Con un estanque de carpas japonesas, palmeras y plataneras, la entrada parece un hotel de la época dorada de Hollywood. También cuenta con una placa que conmemora la creación del primer láser, construido en 1960 en lo que entonces eran los laboratorios de investigación Hughes.



Inteligencia alienígena

A pesar del éxito modesto, pero significativo, de los chips del proyecto Synapse, aún no está claro que escalándolos se consigan máquinas con características más sofisticadas parecidas a las de un cerebro. Algunos críticos dudan de que los ingenieros copien algún día la biología lo suficientemente bien como para capturar estas habilidades.
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IBM usó esta simulación de caminos neuronales de largo alcance en un macaco para dirigir el diseño de los chips neuromórficos.

El neurocientífico Henry Markram, descubridor de la plasticidad dependiente del tiempo de disparo, ha atacado el trabajo de Modha en redes de neuronas simuladas y afirma que su comportamiento es demasiado simplista. Cree que para imitar las capacidades del cerebro con éxito hay que copiar las sinapsis hasta la escala molecular; señala que el comportamiento de las neuronas se ve influido por las interacciones de decenas de canales de iones y miles de proteínas, y hay numerosos tipos de sinapsis, y todas ellas se comportan de formas no lineales o caóticas. Desde el punto de vista de Markram, para capturar las capacidades de un cerebro real los científicos tendrían que incorporar todas esas características.

IBM y DARPA avanza en el proyecto SyNAPSE CIENCIA
Imagina un sistema que no tiene como objetivo principal la velocidad, la capacidad de respuesta, o el procesamiento en tiempo real. Imagina un sistema cuya meta sea la inteligencia y el aprendizaje. Que modifica sus propias conexiones de acuerdo a su entorno, y que destroza el concepto de procesamiento secuencial, capaz de lidiar con situaciones complejas consumiendo una fracción de la energía y ocupando un tamaño mucho menor. Estamos hablando de informática cognitiva y tecnología neuromórfica, “mímica del cerebro”, y en eso está trabajando IBM Research desde hace un buen tiempo bajo el proyecto SyNAPSE, homologado por nuestros amigos de DARPA. ¿Hasta dónde han llegado? 530 mil millones de neuronas sobre el superordenador Sequoia.
Ahora, esto no es una simulación “biológicamente realista” de un cerebro humano ni mucho menos. Cuando se habla de neuronas y sinapsis son abstracciones matemáticas, y el objetivo de fondo sigue siendo la creación de nuevo hardware, más eficiente, con mayor capacidad de función, y por supuesto un menor costo, tanto de fabricación como de despliegue. Durante años hemos estado comprimiendo procesadores, aumentando la cantidad de transistores y núcleos presentes. El proyecto SyNAPSE recorre un camino diferente. Nanotecnología, neurociencia y “super-computación” unidas para lograr sistemas cognitivos. Y dentro de la ecuación hay un nombre como el de IBM, por lo que es muy probable que lo logren, siempre y cuando se mantenga el financiamiento, por supuesto.

Una de las innovaciones registradas permitirá avanzar en el desarrollo de ordenadores inspirados en el cerebro humano

Red neuronal neuromórfica
Otra de las innovaciones registradas el año pasado fue una red neuronal neuromórfica y sinaptrónica, que la empresa describe como “un significativo avance en el desarrollo de ordenadores inspirados en el cerebro humano”.
Como parte del proyecto SyNAPSE, financiado por la Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación de Defensa (DARPA, por sus siglas en inglés), IBM está desarrollando una nueva arquitectura de chip que aspira a emular las capacidades cognitivas del cerebro en eficiencia energética y volumen.
En computación en la nube, otra de las áreas de interés de IBM, la firma ha registrado una patente que automatiza el ciclo de vida de las claves criptográficas utilizadas para preservar la seguridad de los datos, desde su creación y distribución hasta su destrucción.
La multinacional también ha añadido a su lista de patentes un método para descubrir y visualizar patrones comunes en la simulación del plegamiento de una proteína. Este descubrimiento permite tener una mayor comprensión del proceso de doblado de las proteínas y avanzar en el descubrimiento de medicamentos basados en la computación, entre otras aplicaciones.


El futuro de la inteligencia artificial, chips neuromórficos


El futuro de la tecnología es el de implementar inteligencia artificial en algunos de los más avanzados accesorios tecnológicos, esto permitirá ver la tecnología desde otra perspectiva más futurista, el cual aparte de ser muy innovador doblará el rendimiento actual de muchos de los accesorios electrónicos usados en la actualidad, un ejemplo muy claro será el de implementar este nuevo sistema inteligente en los celulares para hacerlos más funcionales y fáciles de usar, duplicando o hasta triplicando su rendimiento; todo ello tiene que ver con los chips neuromórficos.

¿Cómo se logrará este avance?, el avance de muchos accesorios electrónicos será posible con los nuevos “Chips Neuromórficos”, una nueva tecnología que permitirá obtener inteligencia artificial a muchos accesorios electrónicos, este nuevo invento desarrollado por IBM desde el año 2011 puesto a prueba en muchos experimentos en los cuales el funcionamiento ha sido demasiado bueno y ha superado las expectativas de sus creadores, a lo largo del tiempo hasta la actualidad, año 2014, los desarrolladores de dicho producto siguen optimizando su funcionamiento, haciendo que el rendimiento de los chips sea aún mayor. Una nueva gama de estos chips ponen en que pensar a muchos amantes de la tecnología en lo que podría ser el futuro para la humanidad, un chip capaz de optimizar el funcionamiento de muchos por no decir todos los accesorios electrónicos de última generación usando un sistema parecido al proceso de sinapsis que es causado por las memorias para agudizar el procesamiento mental de las personas, en resumen un cerebro artificial que hará posible esta utopía tecnológica.

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Los chips funcionarán con neuronas adentro, lo cual hará posible que las maquinas además de realizar sus funciones pueda aprender cosas nuevas, siendo así un nuevo nivel de avanzada tecnología que se espera en pocos años cambie el rumbo de la humanidad.

Los chips neuromórficos son el futuro del mañana y la esperanza de muchos que sueñan con hacer realidad un mundo lleno de una utopía tecnológica, en un mundo más futurista llena de tecnología que va más allá de nuestra imaginación.

Comenzó proyecto de creación de ‘cerebro’ informático

La iniciativa, que cuenta con el apoyo de 135 centros de investigación europeos y se define como el proyecto neurocientífico más ambicioso del mundo, ya que su objetivo pasa por comprender y simular el funcionamiento del cerebro humano en sus diferentes capas, desde el genoma y los niveles celulares hasta kas neuronas, circuitos, regiones del cerebro y, finalmente, el cerebro en su conjunto.

"Con esta tecnología podemos trascender de nuestra forma humana tal como estamos acostumbrados a vernos, ya que hay evidencias de que la conciencia humana puede ser transferida a otros cuerpos, tantos biológicos como tecnológicos. Así lo demuestra la película CHAPPIE"


Ver: https://www.youtube.com/watch?v=Qid_7GfI7eM




Referencias
http://www.agenciasinc.es/Noticias/IBM-vuelve-a-batir-el-record-de-patentes-en-Estados-Unidos

http://tecnogecko.com/el-futuro-de-la-inteligencia-artificial-chipsneuromorficos/#sthash.upB8wtUZ.dpuf

http://www.forbes.com/sites/alexkonrad/2014/07/10/why-ibm-just-bet-10-of-its-research-budget-on-3-billion-next-gen-chips/

https://agenda.weforum.org/espanol/tag/tecnologia-neuromorfica/