IBM acelera la carrera por emular al cerebro

IBM ha dado un nuevo paso en la carrera global por emular al cerebro y desarrollar alternativas de computación cognitivas, que complementen a la informática tradicional.

Investigadores de la compañía han presentado una nueva generación de chips que, según informan, permitirían construir computadoras cognitivas capaces de aprender a través de la experiencia, recordar y reconocer patrones, imitando la forma de operar del cerebro.

Han fabricado y comenzado a probar dos prototipos, en el marco de un proyecto conjunto con DARPA (Agencia de Investigación en Proyectos Avanzados de Defensa) y un grupo de universidades de Estados Unidos, llamado clic SyNAPSE.
Ambos procesadores tienen 256 núcleos computacionales, que los científicos han descrito como el equivalente electrónico de las neuronas. Uno de los chips tiene 262.144 sinapsis programables, mientras el otro posee 65.636 sinapsis de aprendizaje.

Cómo funciona

Este tipo de sistema es capaz de modificar las conexiones entre sus componentes a medida que es presentado con nueva información, de manera similar a como funcionan las sinapsis en los sistemas biológicos.
En los humanos y los animales las conexiones sinápticas entre células cerebrales se generan a nivel físico, dependiendo de cómo experimentan su relación con el mundo.
El proceso de aprendizaje consiste, esencialmente, en la formación y fortalecimiento de esas conexiones.
Una máquina no puede soldar y desoldar sus contactos, pero puede simular ese sistema "subiendo el volumen" de señales de entrada importantes y prestándole menos atención a otras.
Un sistema como el de IBM recordará cuánta atención prestarle a cada señal y alterará eso dependiendo de sus experiencias.

Aplicaciones

Según lo que informó la compañía, su sistema integra el software, hardware, la memoria y el procesador en una unidad (memoria y procesador están separados en los ordenadores convencionales, al igual que software y hardware), lo que le permitiría desarrollar una arquitectura más eficiente en términos de consumo de energía.
"Estos chips representan un paso significativo en la evolución de las computadoras, desde calculadoras a sistemas de aprendizaje, marcando el comienzo de una nueva generación de computadoras y sus aplicaciones en el comercio, las ciencias y el gobierno", dijo Dharmendra Modha, líder del proyecto de investigación en IBM.
Estas aplicaciones son "altamente especulativas", le dijo a BBC Mundo Steve Furber, de la clic Universidad de Manchester, en el Reino Unido.
En términos más inmediatos, señaló, las computadoras cognitivas tienen aplicaciones en los campos de la psicología humana, donde pueden utilizarse para simular comportamientos del cerebro, y en el monitoreo medioambiental, donde pueden detectar e interpretar variaciones en los patrones de su entorno. También podrían ayudar perfeccionar los sistemas de visión asistida de los coches, por ejemplo.
Furber ha utilizado los sistemas neuronales con los que él está experimentando -basados en hardware tradicional- para colaborar con un equipo de psicólogos.
"Usamos las redes neuronales para modelar el cerebro de pacientes con problemas en el habla, como los que han sufrido un ataque cerebral; y simulamos los efectos de diversos tratamientos", explicó.

"Otros ya lo han hecho"

El objetivo de largo plazo de IBM es construir un sistema de chips con 10.000 millones de neuronas y 100 billones de sinapsis, que consuma un kilovatio de energía y tenga un volumen menor a los dos litros. "Como el cerebro de un gato", apuntó Steve Furber.
El enfoque no es nuevo, le dijo a BBC Mundo Thomas Wennekers, de la clic Universidad de Plymouth, en el Reino Unido.
"Otros ya lo han hecho, posiblemente con menos neuronas y sinapsis", señaló, antes de agregar que el proyecto del que él participa, llamado clic COLAMN, también ha creado chips de esas características, pero con 100 neuronas, en vez de 256.
Los especialistas en los campos de la computación cognitiva y las redes neuronales sí reconocen que el enfoque de IBM permitiría llevar sistemas como estos a gran escala, ya que consume mucho menos energía que los sistemas de otras líneas de investigación.
Si se quisiera construir una simulación a escala real del cerebro humano utilizando hardware tradicional, explicó Furber, harían falta "varias grandes centrales nucleares" para proveer la energía necesaria para su funcionamiento.

En Europa, también

En cualquier caso, la de SyNAPSE no es la única iniciativa que busca emular al cerebro. En Europa existe el clic Proyecto Cerebro Humano, del que forma parte Furber, cuyo objetivo es construir simulaciones detalladas de ese órgano. En él participan 13 universidades de nueve países.
Además, agregó Wennekers, "hay otras tecnologías en desarrollo para acelerar los sistemas cognitivos neuronales, y todavía no está claro cuál triunfará".
Como explica Furber, "los principios fundamentales de cómo funciona el cerebro no han sido comprendidos todavía".
Lo que hacen investigadores como él o los de IBM es "formular hipótesis (sobre cómo funciona el cerebro) y construir sistemas para tratar de demostrarlas".
En cualquier caso, es una larga carrera que recién está comenzando.