Sebuah studi yang diterbitkan dalam jurnal akses terbuka Frontiers in Neuroscience menemukan bahwa komputer yang didasarkan pada simulasi jaringan saraf di otak bekerja sama dengan superkomputer yang menjalankan perangkat lunak emulasi otak terbaik yang digunakan dalam penelitian sinyal saraf. Saat diuji keakuratan, kecepatan, dan konsumsi daya, komputer unik ini, SpiNNaker, berpotensi mengungguli superkomputer konvensional dalam hal kecepatan dan efisiensi daya. Tujuannya adalah untuk memperluas pengetahuan tentang cara kerja neuron di otak, seperti yang diterapkan pada pembelajaran dan gangguan seperti epilepsi dan penyakit Alzheimer.
SpiNNaker mampu menyediakan model biologis korteks yang terperinci (lapisan luar otak yang menerima dan memproses informasi dari indera), menghasilkan hasil yang sangat mirip dengan yang diperoleh saat menjalankan program emulasi pada superkomputer,”kata Dr. Sacha van Albada, penulis utama Peneliti dan Ketua Tim untuk Neuroanatomi Teoritis di Pusat Penelitian Julich di Jerman. "Kemampuan untuk mengeksekusi skala besar, jaringan saraf terperinci dengan cepat dan dengan pengeluaran energi yang rendah akan berkontribusi pada penelitian robotika serta studi tentang gangguan otak."
Otak manusia sangat kompleks dan mengandung seratus miliar sel yang saling berhubungan. Kami memiliki pemahaman tentang bagaimana neuron individu dan komponennya bekerja, dan bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain, area otak mana yang digunakan untuk persepsi sensorik, tindakan dan kognisi. Tetapi kita kurang mengetahui tentang transformasi aktivitas saraf menjadi perilaku, seperti bagaimana pikiran diubah menjadi gerakan otot.
Perangkat lunak superkomputer telah membantu meniru sinyal antar neuron, tetapi bahkan program terbaik di komputer tercepat saat ini hanya dapat meniru 1 persen otak manusia.
“Masih belum jelas arsitektur komputer mana yang paling cocok untuk menjalankan emulator seluruh otak secara efisien. Proyek Otak Manusia Eropa dan Pusat Penelitian Julich telah melakukan penelitian ekstensif untuk menentukan strategi terbaik untuk tugas yang menakutkan ini. Superkomputer saat ini membutuhkan beberapa menit untuk meniru satu detik dari tindakan nyata, sehingga penelitian seperti proses pembelajaran tidak tersedia saat ini, jelas Profesor Markus Dizman, rekan penulis dan kepala Departemen Ilmu Saraf Komputasi di Pusat Penelitian Julich. - Ada kesenjangan besar antara konsumsi energi otak dan superkomputer. Komputasi neuromorfik (mirip otak) memungkinkan kita memahami seberapa dekat kita bisa mencapai efisiensi energi otak menggunakan elektronik."
Dikembangkan selama lima belas tahun dan berdasarkan pada struktur dan cara otak manusia, SpiNNaker - bagian dari platform komputasi neuromorfik Proyek Penelitian Otak Eropa - terdiri dari setengah juta elemen komputasi sederhana. Para peneliti membandingkan akurasi, kecepatan, dan efisiensi energi SpiNNaker dengan NEST, perangkat lunak superkomputer khusus yang digunakan untuk mempelajari sinyal saraf di otak.
"Emulasi yang dijalankan pada SpiNNaker dan NEST menunjukkan hasil yang sangat mirip," kata rekan penulis Steve Furber, profesor teknik komputer di University of Manchester. - Untuk pertama kalinya, emulasi korteks serebral yang sedemikian detail telah diproduksi melalui SpiNNaker (atau platform neuromorfik lainnya). SpiNNaker mencakup 600 papan yang menggabungkan lebih dari 500.000 prosesor kecil. Emulasi yang dilakukan pada penelitian ini hanya menggunakan enam papan, yaitu 1% dari daya penuh mesin. Hasil kami akan membantu meningkatkan perangkat lunak dan mengurangi jumlah papan yang digunakan menjadi satu."
Seperti yang dikatakan Dr. van Albada, “Kami berharap dapat melakukan lebih banyak emulasi waktu nyata menggunakan sistem komputasi neuromorfik ini. Dalam Proyek Penelitian Otak Eropa, kami telah bekerja dengan spesialis neuro-robotika yang berharap dapat menerapkan temuan kami untuk mengendalikan robot.”
Video promosi:
Vadim Tarabarko
