Az emberi agyat utánzó processzort építettek

Ranjit Pati, a Michigani Technológiai Egyetem fizikusa dolgozta ki az eszköz működésének alapjait, amelyet nem hagyományos szilíciumból, hanem szerves molekulákból hoztak létre. "A modern számítógépek olyan gyorsak, hogy képesek akár több trillió utasítást is végrehajtani egy másodperc alatt, de meg sem közelítik az emberi agy teljesítményét.

A neuronjaink csak pár ezer alaklommal lépnek működésbe egy másodperc alatt, mégis képesek vagyunk látni, felismerni egymást, beszélgetni a másikkal, és közben figyelemmel követni a környezetünket egyidőben, ami herkulesi feladat lenne még a leggyorsabb gép számára is" - mondta el a kutató.

Ez azért van, mert a digitális számítógépekben az adatfeldolgozás lineárisan zajlik, mindig ugyanazon a módon és ugyanazon az útvonalon. Az emberi agyban ezzel szemben  az impulzusok egy folyamatosan változó és fejlődő, hatalmas neuronhálózaton mennek keresztül, és a folyamatban a neuronok egyszerre vesznek részt.

A kutatók az új gépet a DDQ, egy hexagonális szerkezetű molekula felhasználásával hozták létre, amely nitrogént, oxigént, klórt és szént tartlamaz. A molekulákat két rétegben helyezték el egy aranyból készült alapra. A DDQ molekula négy féle vezető állapot között képes váltani, ellentétben a hagyományos számítógépekben használt bináris rendszerrel. "A lényeg az, hogy az információ feldolgozásának folyamatában egyszerre körülbelül 300 molekula vesz részt, sikeresen lemodelleztük az agyban lévő neuronok működését" - magyarázta Pati. "A neuronokat utánzó, fejlődő hálózat, amelyet létrehoztunk, lehetővé teszi, hogy a gép egyszerre több problémával is foglalkozhasson, ami intelligenciával látja el" - mondta a kutató.

Ennek eredményeképpen Patiék processzora olyan feladatok megoldására is képes, amelyek algoritmusaival a hagyományos számítógépek nehezebben birkóznak meg. Ilyen például az időjárás-előrejelzés, vagy egy járvány terjedésének előrejelzése. Hogy ezt szemléltessék, a kutatók hőeloszlást és rákos sejtek terjedését modellezték a processzor segítségével.

Mindezek mellett az új processzor ki is javítja magát, ha meghibásodik. Ez a tulajdonság a molekuláris réteg önszervező képességéből adódik. "Semmilyen ember által épített gépnek nincsen ilyen adottsága, az emberi agynak viszont van. Ha egy neuron elpusztul, egy másik veszi át a helyét. Mindez rettentő izgalmas, megváltoztathatja mindazt, amit a számítástechnikáról eddig gondoltunk" - mondta Pati.

A kutatók munkáját, amelyet a Nature Physics tudományos folyóirat április 25-i számában publikáltak, az amerikai Nemzeti Tudományos Alapítvány szponzorálta.