Как уже сообщалось в нашем блоге, Ливерморская национальная лаборатория (LLNL) создала суперкомпьютер на базе чипа TrueNorth. Принцип работы этой системы похож на принцип работы мозга человека (в той мере, в какой ученые понимают основы функционирования этого органа). В данном случае речь идет об имитации сети из 16 миллионов нейронов с 4 млрд синапсов. Этот компьютер является одним из наиболее мощных среди всех прочих «мозгоподобных» ПК, созданных человеком. Разработчики компьютера надеются, что через некоторое время такие системы смогут выполнять чрезвычайно сложные вычисления с огромной скоростью, потребляя минимум энергии.
Но сам чип TrueNorth может использоваться не только для создания производительных ПК. Он может работать и на благо медицины. Так, команда исследователей из Мельбурнского университета объединила усилия с корпорацией IBM для создания специфической системы «нейросеть + чип», предсказывающей наступление эпилептического припадка. Такой чип, по задумке авторов, осуществляет перманентный мониторинг деятельности мозга человека (идет отслеживание электрических сигналов). Собранную информацию имплантат пересылает по беспроводной связи на специализированное устройство с архитектурой нейронной сети.
В рамках этого проекта нейронную сеть «обучают» идентифицировать определенные электрические паттерны, возникающие в самом начале эпилептического припадка.
«Мы стараемся вычленить необходимую для наших целей информацию, отделив ее от фонового шума. Таким образом, мы хотим добиться возможности идентифицировать конкретный тип припадка у определенного человека», — сообщил глава команды исследователей Стивен Харрер.
По словам ученого, они используют тот же принцип обучения нейронных сетей, что и компания Facebook или Google. Социальная сеть, например, поставила нейронную сеть себе на службу — система идентифицирует фотографии различных пользователей и предлагает тегировать или найти похожие. В ОС Android схожий принцип используется для распознавания голосовых команд пользователя. И сейчас Харрер «скармливает» информацию о работе мозга человека создаваемой системе.
Цель проекта — создание беспроводного носимого устройства, который вместе с мозговым имплантатом будет вести мониторинг электрической активности мозга человека, предсказывая наступление припадка.
Это звучит как фантастика, но ученые работают с реальным проектом. Используя более простой имплантат, они три года собирали энцефалограммы эпилептиков. И сейчас на основе этой информации и производится обучение нейронной сети. По мнению многих экспертов, знакомых с проектом, предсказание наступления припадка задача сложная, но решаемая.
В случае припадка даже секунды играют важную роль. Пациенты смогут подготовиться к припадку (отойти в безопасное место, обратиться к врачу и т.п. — смотря, сколько времени у них будет), и это значительно снизит угрозу жизни и здоровью эпилептика. Например, человек сможет быстро уйти с трассы, включив аварийный режим, или же отойти от края обрыва, находясь на прогулке.
До создания такой системы, по словам автора проекта, еще далеко. Но уже сейчас понятно, что все это вполне достижимая реальность.
Комментарии (12)
andreili
09.05.2016 11:59+1Подобное устройство очень важно для тех, кто страдает эпилепсией. Ведь не всегда есть кто-то рядом (не говорю про врачей), что бы помочь в это сложное время. И припадок может случиться в самое неподходящее время.
У меня самого дед страдает эпилепсией из-за старости. Один раз упал с лестницы с ~3-х метровой высоты — потом 2 месяца восстанавливался, было много переломов.
TOLK
10.05.2016 11:22+1Для эпилептиков которые резко падают в обморок это очень важно.
Родственница жила на селе, несла кипяток, случился припадок — ожоги страшные.
selenite
09.05.2016 22:05Это звучит, как идиотизм и маркетинговый булшит. Зачем втыкать специализированную нейросеть на основании vendor-specific решений, если денег и возможностей пациента хватит на то, чтобы поставить general-purpose компьютер и обсчитывать те же данные на нем?
Даже выделенный сервер, колокейшн и разработка софта под это в сумме будут обеспечивать потребности того человека, который за это готов платить; в чем суть выражения «все это вполне достижимая реальность», если не в привязке к конкретным технологиям? Звучит как «давайте напишем хз какую программу, чур сервер будет на netbsd, а код на golang + perl, и еще ассемблерные модули, и еще на фортране модуль» — кто это будет дорабатывать и поддерживать?andreili
09.05.2016 22:59+1Вы, видимо, не заметили основные плюсы этих чипов. Основной из них — мизерное энергопотребление. Сервер соразмерных мощностей будет кушать под киловатт (в лучшем случае), а эти чипы обойдутся простой батарейкой. И при этом они изначально предназначенны для организации нейронных сетей, которая в стандартном железе реализуется программно. А при одинаковых прочих условиях (техпроцесс, флопсы и т.п.) аппаратная реализация отработает на порядки быстрее программной.
Да, это пока что, по-сути-то, первые шаги в данном направлении с таким размахом. Но все начиналось с 0 и таких же мелких шагов.
Akcent
09.05.2016 23:21-3Все биологи наверно замучались объяснять: НИКОГДА НЕ СМОЖЕТ КОМПЬЮТЕР ИМИТИРОВАТЬ РАБОТУ МОЗГА, даже отдаленно. Память у нас динамическая. Это значит чтобы он работал как мозг, связи между нейронами должны каждый день создаваться новые и разрушаться старые, всех китайцев не хватит чтоб каждый день перепаивать их.
Jolon
10.05.2016 11:23Это вы Савельева на YouTube пересмотрели, программно «перепаивать» можно будет даже вчера. Я, честно говоря, пока не встречал каких-либо серьёзных доводов против аппаратной реализации этого. (Аналогия с китайцами неуместна, надеюсь, вы это понимаете.) Мозг не только память, но так же и анализатор, и коммутатор — биологический контройлер (на самом деле всё ещё сложнее, т. к. в мозгу есть эндокринные железы и рецепторы), причём со всем, кроме анализа, классические компьютеры справляются лучше.
PavelBelyaev
10.05.2016 04:54Есть же слабые формы, когда например раз в 10-15 лет припадки случаются, ради этого пилить голову и ставить имплант?
andreili
10.05.2016 11:13Ради таких — нет. А ради регулярных (у моего деда, которого упоминал выше), без приема специальных таблеток припадки случаются до 5 раз в день. С таблетками — 1-2 раза в неделю. Таблетки очень дорогие, но по рецепту получаем бесплатно (без него — до $100 в месяц только на них уходило бы).
PavelBelyaev
10.05.2016 11:17Всё равно как то страшно в мозгах копаться, можно и инвалидом остаться если что не так пойдет.
dreamerchant
А почему на каждый нейрон приходится именно по 250 синапсов?