דרווין – השבב שפועל כאילו היה מוח

This post is also available in: English (אנגלית)

רשתות עצביות מלאכותיות (Artificial Neural Networks) הן סוג של שיטת עיבוד מידע המבוססת על חיקוי מערכות העיבוד של המוח הביולוגי. שיטה זו שימשה מגוון רחב של תחומים הנעים מזיהוי תבניות ועיבוד אותות ועד מערכות תומכות החלטות ושליטה אוטונומית. רשתות עצביות בולטות (Spiking Neural Networks) הן תת-קבוצה של אותן רשתות מלאכותיות אשר יכולות לבצע עיבוד מידע המבוסס על בליטות בתבנית (discrete time spikes). אופן עיבוד מידע זה קרוב יותר למוח הביולוגי מאשר רשתות עצביות מלאכותיות קלאסיות, ומכילות את הפוטנציאל להציג ביצועים טובים הרבה יותר.

חוקרים מאוניברסיטת זאז'יאנג (Zhejiang) ומאוניברסיטת האנגזו דיאנזי (Hangzhou Dianzi) בסין פיתחו קופרוססור (מעבד משני) חומרה נוירומורפי המבוסס על רשתות עצביות בולטות אשר נקרא יחידת עיבוד עצבית דארווין. הקופרוססור מבוסס על טכנולוגיית CMOS (complementary metal-oxide semiconductor).

התקנים חכמים הופכים לנפוצים יותר ויותר, במיוחד עם עלייתה של טכנולוגיית האינטרנט של הדברים. התקנים אלו מספקים הטבות רבות, אך גם מציבים אתגרים רבים להפעלתם של אלגוריתמים מורכבים בהתקנים קטנים.

מטרתה של יחידת העיבוד העצבית דרווין היא לענות בדיוק על אתגרים אלו. היא צפויה לתפקד בתור מאיץ לאלגוריתמים חכמים מורכבים בחומרה, כאשר המוקד העיקרי שלה יהיה התקנים קטנים שאינם דורשים הרבה אנרגיית הפעלה ובעלי משאבים מוגבלים. יחידת העיבוד מובנית בתוך שבב עיבוד CMOS בגודל 180 ננומטרים, התומך בכמות מרבית של 2048 נוירונים, יותר מארבע מיליון סינפסות, 15 מנגנוני עיכוב סינפטי אפשריים, והיא ניתנת להתאמה.

שבב דרווין מספק הצגה פיזית של האפשרות הסבירה להוצאה לפועל בזמן אמת של רשתות עצביות בולטות במערכות מוטמעות בעלות משאבים מוגבלים. יישומים אפשריים לשבב כוללים מערכות חומרה חכמות, וכן רובוטים. היות ושבב דרווין עושה שימוש בבליטות לצורך עיבוד ושידור מידע, בדומה למוחות ביולוגיים, אפשר והוא אף יהיה מתאים לניתוח של בליטות באותות עצביים ביולוגיים, דבר שיוכל לאפשר יצירה של ממשק אשר יתחבר גם למוחות של חיות ואולי אף בני אדם.