AMAZON U SVAČIJOJ GLAVI

ČOVEK BEZ BUDUĆNOSTI 5

Stanko Stojiljković

PAMET NA ZRNCETU PESKA

Kada je IBM-ov superkompjuter „Duboko plavetnilo” 1996. prvi put tesno savladao tadašnjeg svetskog šahovskog prvaka Garija Kasparova, učinilo se da su glavne prepreke preskočene.

Računarski čip

Henri Markram

Može li čovek da napravi novi i zameni stari mozak? Isti onakav kakav mu priroda podarila, uvećavajući ga i usavršavajući u proteklih petnaest ili pet miliona godina.
Antički Grci su zamišljali da je meka i tajnovita tvar u lobanji sedište duše, nametnuvši strogu zabranu da mozak ma koje životinje završi u čovekovom tanjiru. Kako bi se izbečili da vide srpske sladokusce koji uživaju mljackajući pohovani?

Dobro, a ko se usudio da čovekov mozak spakuje na običan silicijusmki čip?
Uobičajeni superkompjuter, veliki kao poveća prostorija, teži je oko hiljadu puta, rasipa deset hiljada puta više vremena i troši milionima puta više snage (električna struja) od grudve živaca u obliku dinje stešnjene u čovekovoj lobanji! Kako mozak koji prilično usporeno (hiljaditi deo sekunde) prenosi elektrohemijske poruke između nerava, brže i delotvornije okonča zadatak od najmoćnijih mikroprocesora? Malecki čip koji oponaša ljudski mozak ili, za sada, nepostojeće oči na letećim automobilima i robotima-kućnim čuvarima – zar to nije uzbudljiv izazov za naučnike?
Stotine istraživača razmotralo je kako mikroprocesore učiniti ljudskom mozgu sličnim, jer u tome vide najveće iskušenje savremene elektronike. Iako su današnji zadivljujuće pouzdani, izvršavajući stotine miliona izračunavanja u sekundi, naići će, za koju godinu, na nepremostivu prepreku – umanjenje na silicijumu će dostići poslednju granicu. U svakom novom izdanju na komadiću silicijuma (peska) gomila se sve više tranzistora, a već su se približili prečniku od desetak atoma.
Izlaz se, svakako, nalazi u prirodi – u podražavanju centralnog nervnog sistema. Iako živci u glavama odraslih svakodnevno odumiru, nijednom se nije dogodio otkaz ili prekid koji bi ugrozio život. Otkuda nervima tolika pouzdanost i prilagodljivost?

Nervi na silicijumu

Sa srodnom zagonetkom već nekoliko godina, sa druge strane Atlantskog okeana, rve se profesor bioinženjerstva na Univerzitetu Stenford Kvabena Boaen, upinjući se da osmisli procesore nalik živcima (neuromorfne). Uveren da je sve bliže konačnom ostvarenju svoje zamisli, utemeljene na saznanjima iz neuronauka, nastojeći da ih pretoči u moćne računare. S družinom istraživača koju predvodi, on iscrtava složenu moždanu mrežu na silicijumskoj pločici.
Kasnih osamdesetih Karver Mid, iz Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Kaltek), skovao je izraz neuromorfni mikročipovi, opisujući integrisana kola veoma velike gustine pakovanja koja podražavaju ustrojstvo nervnih mreža živih bića. Isprva se opis ticao analognih, kasnije i digitalnih i mešovitih (analogno-digitalni) integrisanih kola. Ubrzo je to postalo istraživačko područje u kojem su se susticale biologija, fizika, matematika i računarske nauke sa zadatkom da se načine veštačke nervne mreže za vid, sluh, kretanje i mnoge druge radnje, zasnovane na biološkim načelima.
Kada je IBM-ov superkompjuter „Duboko plavetnilo” 1996. prvi put tesno savladao tadašnjeg svetskog šahovskog prvaka Garija Kasparova, učinilo se da su glavne prepreke preskočene. Računar je u sekundi procenjivao 200 mogućih poteza na šahovskoj tabli, a čovek najviše tri! Uprkos početnom uspehu i velikom slavlju, mašine još nisu nadmašile ljudski mozak u viđenju, slušanju, prepoznavanju i učenju. Čovek u deliću sekunde po hodu u daljini prepozna prijatelja, skalamerija to još nije u stanju. Zašto se Kvabena Boaen zaputio tim malo ispitanim tehnološkim puteljkom?

Znatiželjni mališan

Znatiželja za smišljanjem „pametnih mašina” vraća nas u dane njegovog detinjstva u rodnoj Gani. Kada mu je poklonjen prvi računar – mališan je, naprosto, bio njime opčinjen. Kao sin profesora nije izbijao iz čitaonice u kojoj je čitao sve u vezi s novim napravama.
Došavši u Sjedinjene Države na studije doživeo je prvo razočarenje, jer je na početku shvatio da računare pokreće gruba sila. Stoga se opredelio za neuronske mreže ili adaptivne računare koji svaki put na drukčiji način obrađuju dobijeni podatak. Proučavajući integrisana kola veoma velike gustine, počeo je da smišlja tzv. asocijativne čipove koji koriste obrasce prepoznavanja pamteći i povezujući odgovarajuće slike i reči. Ni u tome nije uživao. Posle sticanja zvanja doktora nauka, proveo je osam godina osmišljavajući silicijumske mrežnjače koje su obrađivale sliku na isti način kao prirodne.
Sada se trudi da pronikne u tajne živaca i živčanih veza da bi napravio čip s 100.000 nerava, a potom da najmanje desetak takvih spregne u mrežu sa oko milion neurona! Takvo umreženje može da dočara raznovrsne delove moždane kore i u svakoj međusobno ćaskanje samih nerava. Svako područje je za poneki moždani zadatak: jedno je zaduženo za govor, drugo za sliku, treće za sluh i tako redom. Krajnji cilj mu je silicijumski računar podjednako delotvoran kao živi mozak!
Zamislite koliko je to mukotrpan poduhvat, ako je ljudski mozak u stanju da uradi deset miliona milijardi proračuna u sekundi (deset petaflopsa) ili, stručno kazano, da obavi isto toliko sinaptičkih događaja. I za toliki posao utroši samo deset vati! Računar iste snage sagoreo bi za sekund, da ne poverujete, milijardu vati struje (jedan gigavat)! U čemu je, dakle, tajna?
Odgonetka se krije u ustrojstvu živaca, u sposobnosti da se očas samoorganizuju, da jedni preuzmu ulogu drugih, da uspostave nove veze razmene. Ukoliko se to raščlani, utrta je staza do supermoćnih mašina. Za sada sve liči na naučnofantastičnu skasku, ali se luckasti i uporni naučnik iz Gane, kako sebe u šali naziva, ne predaje.

„Digitalni mozak”

Na predlog Henrija Markrama, iz Savezne politehničke škole u Lozani, u sličan pokušaj sa istoimenom naučnom ustanovom upustio se IBM. Program nadahnuto nazvan „Plavi mozak”, koji u sećanje priziva boju najsnažnije računarske kompanije u svetu, zamišljen je da razotkrije strujno kolo moždane kore velikog mozga, najsloženijeg, najnovijeg i najvećeg dela ljudskog mozga, koji čini gotovo 85 odsto ukupne moždane mase.
U tom poduhvatu poslužiće se jednim od najmoćnijih superkompjutera (smešten je u četiri velika ormara i obavlja 22,8 hiljada milijardi proračuna s pokretnim zarezom u sekundi ili 22,8 teraflopsa) da sastave digitalni uzorak (model) na nivou molekula, nadajući se da će tako osvetliti mišljenje, opažanje i pamćenje. I usput da dokuče pojedine psihijatrijske poremećaje.
Da biste dočarali mozak u molekulskim razmerama, morate da uzmete u obzir stotine hiljada činilaca, a „Veliki plavi” u tome ima višegodišnje iskustvo. (Setite se samo učešća u iščitavanju čovekovog „naslednog otiska” – genoma). Predviđa se da prikaže veoma brzu elektrohemijsku razmenu između nerava u tri dimenzije, i u stvarnom vremenu (istog trena kada se prirodna odigrava, bez imalo kašnjenja). Prvi posao je preslikavanje nervnih stubića (kolona) nove moždane kore u računarski program (softver), jer je to podloga za pronicanje u nasledne (genetičke), molekularne i saznajne (kognitivne) sprege moždanih radnji.
Naučnici još nemaju sveobuhvatnu (holističku) sliku kako nastaje mišljenje. Pokušate li to u laboratorijskim ogledima na miševima, pacovima i drugim životinjama, utrošićete najmanje milion dolara i tri godine truda. Kada budu imali na raspolaganju „digitalni mozak”, odgovor će saznati za nekoliko dana ili, možda, za nekoliko sekundi!

Hirošijev dvojnik

Hiroši Išiguro, zaposlen u Laboratoriji za inteligentne robote i komunikacije blizu Kjotoa, ima mnogo posla, krcat dnevni raspored ne ostavlja mu nimalo slobodnog vremena. Zato se dosetio da napravi androida ugledajući se na sebe. Naprava veoma liči na svog tvorca i verno mu oponaša pokrete. Da ne znate da je to robot od čelika i silicijuma, mogli biste se zbuniti.
Robota pokreće vazduh pod pritiskom i niz poluautonomnih programa, pa tako može treptati i vrpoljiti se, nemirno ustajati i sedati, spuštati stopalo i blago podizati ramena kao da diše. Naučnikov dvojnik govori i usne mu se pomiču u skladu sa izgovorenim rečima.