תוכנית SyNAPSE של DARPA

(של אלסנדרו רוגלו)
08/08/15

מה זה DARPA?
DARPA הוא ראשי תיבות שמייצג "סוכנות פרויקטים של מחקר מתקדם למחקר", או סוכנות לפרויקטים של מחקר מתקדם עבור ההגנה.

זוהי סוכנות שנוסדה בארצות הברית בשנת 1958, מאחורי דחיפת המלחמה הקרה וההתגברות במחקר החלל שהתרחשה על ידי רוסיה במסלולו של ספוטניק 1. הסוכנות נקראה בתחילה ARPA ורק זמן מה אחר כך. זה הצטרף להגנה הלאומית והפך ל- DARPA.

בין התוכניות שפותחו כאן ישנן כמה שכעת ידועות לכל:
- היה פרויקט כחול: בראשית שנות השבעים הוא הוביל ליצירת מטוסים עם טכנולוגיות התגנבות חדשות, ה- F-117;
- מזעור מערכות ה- GPS (GPS), שנערכו בשנות השמונים, איפשר פיתוח מערכות GPS המוכרות לנו כיום, המשולבות בכל סוגי המכשירים הניידים והצריכה הנמוכה;
- ARPANET (סוכנות פרוייקטים למחקר מתקדם NETwork) פותחה כרשת מחשבים לתמיכה ב- DARPA והיא, למעשה, הרשת שהולידה את האינטרנט.

מדי שנה DARPA מממן תוכניות מחקר ולימוד בתחומי הידע המגוונים ביותר.
אחד הפרויקטים שהובילו להצלחות לאחרונה מכונה תוכנית SyNAPSE מפתחת צ'יפ מתקדם בהשראת מוח. באמצעות תוכנית SyNAPSE (מערכות של אלקטרוניקה ניתנת להרחבה נוירומורפית), חוקרי יבמ יצרו את השבב המורכב ביותר בהשראת עקרונות ההפעלה של מבנה המוח.

השבב, נקרא TrueNorth, מכיל יותר מחמישה מיליארד טרנזיסטורים ומאפשר לתכנת 5 מיליון נקודות לוגיקה ניתנות לתכנות, שוות ערך לסינפסות. כמובן שעדיין רחוק מאוד מכמות הסינפסות במוח האנושי, אך עדיין תוצאה מכובדת. TrueNorth זהו סוג חדש של מעבד, שנבנה על פי ארכיטקטורה חדשה, שפותחה החל מהידע המתקדם ביותר על מבנה המוח ותפקודו. 

בין ה"אבות "של המעבד החדש אנו מוצאים את דארמנדרה מודהה, א עמית יבמ, אחד המדענים החשובים של יבמ, האחראי על מחשוב קוגניטיבי.

המשמעת של מחשוב קוגניטיבי זה העוסק בלימוד ובפתרון בעיות מורכבות ביותר, המאופיינות בעמימות וחוסר וודאות, בעיות שבדרך כלל "נפתרות" על ידי בני אדם, זה המקרה עם הכרת פנים, למשל.

עבור יבמ מערכת של מחשוב קוגניטיבי מבצע את המשימות הבאות: "ללמוד ולקיים באופן טבעי עם אנשים כדי להרחיב את מה שבני אדם או מכונה יכולים לעשות בכוחות עצמם. הם עוזרים למומחים אנושיים לקבל החלטות טובות יותר על ידי חדירה למורכבות של ביג דאטה".

אבל מדוע כל העניין הזה בבניית מכונה שיש לה יכולות שיש לגברים כבר?
מאותה סיבה נולדו המחשבים שאנו מכירים. האיש הצליח לספור עוד לפני הגעת המחשבים, אך אם הפעולות חוזרות על עצמן וארוכות קשה למצוא מישהו שדואג להם ואולי לא טועה.

כאן מחשב, שמותאם לביצוע חישובים, תופס את מקומו של גברים או יותר, שבמקום לבצע חישובים דואגים לכתוב את ההוראות למחשב ולוודא שהוא עובד טוב.

באופן דומה, אם נצטרך לבדוק מיליוני פרצופים על גבי צג ולהשוות ביניהם עם כרטיסים כדי לאמת את זהות האנשים, אנו יכולים לשים 100.000 אנשים מאחורי המסכים כדי לוודא מי עובר תחתינו, או שנוכל ליצור תוכנה על ידי ביצוע מספר גדול מאוד של פעולות פשוטות, הם מסוגלים "לזהות" אנשים שכבר נמצאים בתיק. זה כבר נעשה. ישנן מערכות זיהוי רבות המבוססות על מחשבים שנבנו על פי ארכיטקטורת פון נוימן.

קל להבין, אם נכנסתם אי פעם למרכז נתונים, הכמות העצומה של המשאבים הדרושים לביצוע פעולות מסוימות וזה מייד תופס שהמחשבים הקלאסיים, למרות שהם מהירים מאוד לבצע פעולות פשוטות שחוזרות על עצמן, אינם יעילים מאוד למצוא פתרונות לבעיות מורכבות, כמו זו שצוינה לעיל. חוסר יעילות בא לידי ביטוי במשאבים הדרושים לביצוע המשימה, משאבים אותם אנו יכולים למדוד בדרכים שונות, אחת מהן היא צריכת אנרגיה.

מנקודת מבט זו, מחשב הוא הרבה פחות יעיל ממוח.
מכאן בא הרעיון של בניית מחשבים חדשים עם מבנה דמוי מוח.

השילוב בין מחשבים קלאסיים למחשבים מסוגים קוגניטיבית, יתכן שהוא יצליח ליצור מחשבי-על חדשים שיכולים לבצע במהירות חישובים חוזרים ונשנים וגם לזהות במהירות את פניו של חבר קרוב או אויב באדם שלידנו. מיד ניתן להבין את העניין של חוגים צבאיים אמריקאים על טכנולוגיה חדשה זו.

לעת עתה, בואו ננסה להבין טוב יותר איך זה מתבצע, אילו תחומי מחקר ולימוד חדשים, אפילו בסביבה הצבאית, שפותחים את מעבד ה- IBM החדש. למעשה, טכנולוגיה חדשה זקוקה לשפות תכנות חדשות, לוגיקות זיכרון חדשות ... בקיצור, עולם חדש נפתח בפני מהנדסים ומדעני מחשבים, עולם חדש שזקוק לחוקרים מסוגלים וסקרנים.

נראה מה העתיד הקרוב מחכה לנו.