Sorunları çözmek için insan beyninin özelliklerini barındıran makinelere ihtiyaç duyulmakta. Bu sebeple insan beynindeki nöronlar ve sinapslar (bağlantılar) taklit edilerek, bu ihtiyacı gidermek amacıyla bazı çalışmalar yapılmakta.

Araştırma yazarı ve Kore’deki Pohang Bilim ve Teknoloji Müzesi’nde malzeme bilimcisi olan Tea-Woo Lee “Bu araştırmada robotların, sürücüsüz araçların, veri madenciliğinin, tıbbı teşhisin, borsa simsarlığı analizlerinin ve gelecekteki diğer akıllı sistemlerin iyileşmesinin önünü açabilir.” İfadesini savundu.

İnsan beynine bahşedilmiş bu muazzam hesaplama gücü, bağlantılarından (sinapslarından) gelmektedir. Önceki araştırmalardaki bilgilere göre beynimizde yaklaşık olarak 100 milyar nöron ve bu nöronları birbirine bağlayan 1 katrilyon sinaps (bağlantı) olduğu savunuluyor. Bir nöronda, yaklaşık olarak 10 kez sinaps geçişi olmaktadır.

Yapılan araştırmalar sonucunda, insan beyninin saniyede yaklaşık 10 katrilyon işlem gerçekleştirebildiği keşfedilmiştir. Bu nedenle, birçok kişi tarafından bilgisayarların asla insan beyni formuna ulaşılamayacağı savunulmakta. Ancak dünyadaki en güçlü 500 bilgisayarını sıralayan TOP500 projesine göre, mevcut en hızlı bilgisayar olan Tianhe-2, saniyede yaklaşık 55 katrilyon hesaplama olanağı sağlıyor. Kıyaslayacak olursak, insan beyninden, ortalama olarak 5 kat daha hızlı hesaplama gerçekleştirmekte. Bir araştırmaya göre insan beyni 20 watt güç tüketirken, Tianhe-2 17,8 megawatt güç tüketmekte. Diğer bir deyişle, insan beyni sönük bir ampul yakacak kadar güç tüketirken Tianhe-2 900.000 ampulü yakacak kadar güç tüketiyor.

Lee Live Science “Hareketleri biyolojik sinapslarla yarışabilecek yapay sinapsların geliştirilmesi önemli bir adım olacak.” diyerek yapılan çalışmaların dünya için ne kadar önemli olduğunu dile getirmişti.

Sonuç olarak, yapay sinapslar, biyolojik sinapslar ile kıyaslandığında, çok daha fazla enerji tüketmekte. Yapılan araştırmalar sonucunda biyolojik sinapsların her bir nöron patladığında 10 femtojoule tükettiği görülüyor. Bir metreden yere bırakılan bir elma yaklaşık 1 katrilyon femtojoule kinetik enerji üretitirken, Lee ve çalışma arkadaşları sinaptik olay başına 1,23 femtojoule harcayan yapay sinapslar geliştirdi ve günümüzde en az enerji harcayan sinaps olduğunu dile getirdi. Birbiri etrafına sarılmış organik materyalden tasarlanan bu yeni cihazlar, biyolojik sinapsların çalışma prensibini ve yapısal özelliklerini taklit edilmektedir. Gelecekte, bu cihazların 3 boyutlu şekilde düzenlenerek insan beyninin taklit edilebileceği araştırmacılar tarafından öne sürülüyor. Ancak 3 boyutlu örgü şeklinde yapay sinapsların üretilmesi için 3B baskının ilerlemesi önemli bir rol oynamaktadır.

Yapılan araştırmalarda 144 sinaptik transistör üzerinde 4 inç (10 santimetre) yonga plakası bulunmakta. Bu cihazların merkezinde 200-300 nanometre genişliğinde (metrenin milyarda biri) olan nano teller bulunmaktadır. (Ortalama insan saçı yaklaşık 100.000 nanometre genişliğindedir.) Lee, araştırmacıların birkaç düzine nanometre genişliğinde organik nano kablolar üzerinde çalıştıklarını ve sinaptik transistorların enerji tüketimini, kullandıkları materyalleri ve yapılarını geliştirmeyi planladıklarını ifade etti.

Yapay sinir ağlarının bu denli gelişmiş olması gelecekte kullanılacak robot teknolojilerinden daha çok insansı robotların üretilmesine olanak sağlıyor.

 

Referanslar