เทคโนโลยีสุดล้ำ 1: คอมพิวเตอร์ชิพที่เรียนรู้ตัวเองได้จาก IBM

สวัสดีครับทุกท่าน วันนี้ด้วยเทคโนโลยีสุดล้ำตอนแรกขอนำเสนอ บริษัท IBM ยักษ์ใหญ่แห่งวงการคอมพิวเตอร์ ที่ได้ก้าวเข้าไปอีกขั้นกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ หรือที่เรียกกันว่า A.I. (Artificial Intelligence) ด้วยผลงานชิ้นเอก ชิพที่จำลองการทำงานมาจากสมองมนุษย์

เครื่องบิน

ลองคิดถึงเครื่องบินดูนะครับ เครื่องบินลำเล็กกระจิ๋วที่บินโดยไม่มีนักบิน ไม่มี Remote Control บินตรงเข้าไปที่โรงเก็บเครื่องบินด้วยความเร็วประมาณ 1,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (ความเร็วเหนือเสียง) ผ่านช่องแคบๆที่กว้างแค่ไม้บรรทัด 10 อันต่อกัน มันมีแค่ในนิยายวิทยาศาสตร์ เป็นไปไม่ได้ใช่ไหมครับ เพราะว่าเราไม่มีเทคโนโลยีพอที่จะสร้างเครื่องบินแบบนี้ได้

แต่เจ้าตัวนี้ ... ทำได้

ในขณะที่เจ้าตัวเนี้ย สามารถบินผ่านช่องแคบๆแค่นี้ ได้ด้วยความเร็ว 35 ไมล์ต่อชั่วโมงได้

ใช้สมองคิดว่าจะบินผ่านไปอย่างไร

จะเห็นว่าในการที่จะบินผ่านช่องเปิดกว้างแค่ 2 นิ้วแบบนี้ด้วยความเร็วสูง นกน้อยจำเป็นต้องเบี่ยงปีกบิดตัวบินเข้าด้านข้าง ซึ่งถ้าคิดซะว่าเราเป็นนกตัวนี้ การตัดสินใจบินเข้ารูไปแบบนี้ก็เป็นการตัดสินใจง่ายๆ ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวันของมันใช่ไหมครับ

คนเดินบนถนน

มนุษย์เองก็เหมือนกัน การตัดสินใจแบบนี้เป็นสิ่งที่ง่ายๆไม่ยากเลย สมองคนก็ต้องตัดสินใจตอนข้ามถนน ว่าจะไปอย่างไรไม่ให้รถชน หรือต้องคิดถึงสิ่งต่างๆที่อยู่รอบตัว แล้วตัดสินใจไปในขณะนั้นว่า จะเดินอย่างไรไม่ให้ชนคนในตลาด เป็นต้น

เครือข่ายเซลล์สมอง

สิ่งที่สุดยอดจริงๆของการทำงานของสมอง 2 อย่างก็คือ

1) สมองคนทำงานแบบนี้อย่างทันท่วงที ทุกจังหวะเวลา หรือที่เรียกกันในภาษาคอมพิวเตอร์ว่า Real-Time ซึ่งเซลล์สมองคนมีระดับความเร็วในการทำงานอยู่ประมาณ 1 มิลลิวินาที (1 ใน 1,000 วินาที) ฟังแล้วเหมือนเร็วใช่ไหมครับ แต่จริงๆแล้วเนี่ย การทำงานแบบนี้จัดว่า “ช้ามาก” สำหรับคอมพิวเตอร์ปัจจุบัน ที่ทำงานกันในหน่วยนาโนวินาที หรือเร็วกว่าสมองมนุษย์ 1 ล้านเท่า … แต่ สมองมนุษย์ทำงานแบบนี้ได้ สมองคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน … ทำไม่ได้

พลังงาน 1 Watt ใช้ได้กับหลอดไฟดวงกระจิ๋วเท่านั้น

สิ่งสุดยอดอย่างที่ 2) กืคือ พลังงานที่ใช้ สมองของสัตว์ตัวเล็กๆที่ทำงานแบบนี้ อย่างมากใช้พลังงานแทบไม่ถึง 1 Watt ในขณะที่คอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานแบบนี้ต้องใช้พลังงานมากกว่าถึง 500 เท่า ซึ่งถ้าเราต้องการจะออกแบบเทคโนโลยีสักอย่าง ที่ทำได้เหมือนสิ่งมีชีวิตพวกนี้ เราก็ต้องเข้าใจในการทำงานของอวัยวะเหล่านี้ครับ

Dr. Stefano Fusi คนเล่าเรื่องนี้

หลังจากที่ ดร. สเตฟาโน่ จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียเล่าเรื่องนี้จบ ผมก็เกิดความสนใจในชิพที่ทำงานเลียนแบบสมองมนุษย์ขึ้นมาอย่างสุดๆเลย

โปรเจคนี้เป็นโปรเจคที่ IBM วิจัยให้กับองค์กร DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) ที่มีหน้าที่พัฒนาโปรเจคล้ำยุคใหม่ๆเพื่อกองทัพสหรัฐอเมริกา โปรเจคนี้มีชื่อว่า SyNAPSE ที่แปลตรงตัวทางการแพทย์ว่าจุดประสานประสาท เป็นจุดเชื่อมระหว่างเซลล์ประสาท 2 เซลล์ในสมองมนุษย์

IBM เรียกชิพที่เลียนแบบการทำงานของสมองมนุษย์นี้ว่า “Neurosynaptic Computing Chip” เป็นชิพที่ประกอบขึ้นจากชิ้นส่วนซิลิก่อน มีความสามารถในการจำลองเซลล์ประสาท จุดประสานประสาท และแกนเซลล์ประสาทในรูปแบบของดิจิตอล

เพื่อให้จำลองเซลล์ประสาทได้สำเร็จ พวกนักวิจัยต้องเลิกใช้ทฤษฎีสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ทั่วๆไปของ von Neumann ที่เชื่อมหน่วยประมวลผลกับหน่วยความจำเข้าด้วยกันด้วยการเชื่อมต่อช่องทางเดียว โครงสร้างแบบนี้จะทำให้ข้อมูลไหลได้เร็วแต่จำกัด ซึ่งไม่ค่อยมีประสิทธิภาพมากเท่าไหร่ กินไฟมาก โดยเฉพาะในระบบที่ทั้งใหญ่ทั้งซับซ้อน

แทนที่จะเดินตามรอยเดิม IBM จับหน่วยความจำยัดรวมเข้ากับหน่วยประมวลผล จับ Hardware และ Software มารวมกันในแบบที่คล้ายๆกับการจดจำของสมองมนุษย์ การทำแบบนี้จะทำให้การส่งข้อมูลทำได้ช้ามากๆ แต่จะทำให้ระบบประมวลผลหลายๆอย่างได้ในเวลาเดียวกันเหมือนกับมนุษย์ และใช้พลังงานไฟฟ้าที่ต่ำมากๆด้วย

เครื่องต้นแบบสองชุดนี้ของ IBM ได้แสดงให้เห็นแล้วถึงความสามารถในการ จดจำการเคลื่อนที่ จดจำรูปแบบต่างๆ และแยกแยะสิ่งของได้ ที่จะนำไปสู่เป้าหมายในอนาคตที่จะสร้างชิพที่เล็ก กินไฟน้อย สามารถวิเคราะห์ข้อมูลที่ซับซ้อน และเรียนรู้ตัวเองได้

พร้อมแล้วรับชมวีดีโอกันได้เลยครับ (ภาษาอังกฤษนะ)

อ้างอิงจาก IBM Research