IBM: Gehirn-Synapsen als Vorbild für Computer der Zukunft

IBM Research nimmt in Zusammenarbeit mit fünf großen US-Universitäten ein Forschungsprojekt in Angriff, dass das Feld des "Cognitive Computing" vorantreiben soll. "Das ist das Bestreben, intelligente Büromaschinen zu schaffen, indem die Rechenfunktionen des Gehirns rekonstruiert werden", umreißt Projektleiter Dharmendra Modha, Manager Cognitive Computing, IBM Almaden Research Center, in seinem Blog. In dem neunmonatigen Projekt werden die Forscher an Technologien arbeiten, die zur Realisierung derartiger Computersysteme erforderlich sind. Ein wesentliches Augenmerk liegt dabei darauf, Nanogeräte zu entwickeln, die den Synapsen des Gehirns ähneln.

Weitreichende Entscheidungen fällen

Hintergrund des Projekts ist, dass das Cognitive Computing Systeme in Aussicht stellt, die Datenmengen aus diversen Quellen praktisch in einem Augenaufschlag verarbeiten und analysieren können sollen. Die kognitiven Computer könnten Menschen und Unternehmen bei folgenschweren Entscheidungen unterstützen, die schnell getroffen werden müssen. Sie wären in der Lage, das Puzzle aus allen problemrelevanten Informationen blitzschnell zu lösen. Als Beispiele nennt IBM etwa die Beobachtung der weltweiten Wasservorräte oder Entscheidungen, die Banker angesichts großer Flüsse ständig in Veränderung befindlicher Daten fällen müssen. In beiden Fällen sei die Verarbeitung des gesamten Inputs eine monumentale Aufgabe für eine Person und selbst für hundert schwer zu lösen.

"Verdrahtung" des Gehirns verstehen

Ein Schwerpunkt der Arbeit wird zunächst auf der "Synaptronik" liegen und dabei speziell der Entwicklung energiesparender Nanogeräte, die Synapsen ähneln. Das sind die Kontaktstellen zwischen den Neuronen des Gehirns. Bei Mäusen und Ratten gibt es rund 10.000 Mal so viele Synapsen wie Neuronen, so der Wissenschaftler. Die Anforderungen an Hard- und Softwaresysteme, die das Gehirn nachempfinden, scheine mit der Zahl der Synapsen zu skalieren. "Das Gehirn ist also weniger ein neurales als vielmehr ein synaptisches Netz", erklärt Modha. Ebenso wichtig ist es den Forscher zu verstehen, wie die komplexe "Verdrahtung" des Gehirns funktioniert. Weitere Forschungsfelder umfassen Materialwissenschaften, neuromorphische Schaltkreise, Supercomputer-Simulationen und virtuelle Umgebungen. Langfristiges Ziel sind energiesparende, kompakte kognitive Computer, die annähernd Säugetier-Intelligenz aufweisen.

Das Forschungsprojekt basiert auf einem IBM-Vorschlag mit dem Titel "Cognitive Computing via Synaptronics and Supercomputing (C2S2)" und wird von der Defense Advanced Research Projects Agency mit 4,9 Millionen Dollar gefördert. Partner der IBM-Forschungslabore sind dabei die Stanford University, die University of Wisconsin-Madison, die Cornell University, das Columbia University Medical Center sowie die University of California-Merced.

(pte)