التكنولوجيا هي القوة الرئيسية الدافعة لتقدم علم الأعصاب (من الإحصائيات المتقدمة إلى المجاهر المستقرة جدًا). مع وجود أجزاء رقيقة جدًا من الدماغ، على سبيل المثال، يمكن للعلماء إعادة بناء الطريقة التي تتواصل بها الخلايا العصبية مع بعضها البعض من أجل تصميم ما يعرف اليوم باسم أجهزة الكمبيوتر العصبية.
يسعى رواد الحوسبة إلى دمج مبادئ الحوسبة العصبية في تطوير الجيل التالي من أجهزة الكمبيوتر فيما يسمى الحوسبة العصبية. من يدرس كيف تقوم الخلايا العصبية في الدماغ بنقل المعلومات ومعالجتها. يتضمن هذا المجال الواسع من الدراسة جهودًا لفهم الهيكل الهرمي للقشرة المخية الحديثة. إنها منطقة من الدماغ تتم فيها عمليات معقدة مثل تخزين الذاكرة واتخاذ القرار.
إذا أصبح الكمبيوتر قادرًا على محاكاة نظام تخزين واسترجاع الذاكرة شديد التعقيد الموجود في الدماغ البشري، فإن تقنية الحوسبة العصبية ستصبح أسرع وأكثر كفاءة وبديهية، مع القدرة على تدريبها في تحليل شامل يعتمد على التعلم والتنبؤ. §
نظرة على تطور الحاسوب
أجهزة الكمبيوتر التقليدية
يعتمد الكمبيوتر التقليدي على المنطق الرياضي ونظرية دوائر النقل. في عام 1936، لإثبات وجود الرقم الذي لا يمكن تفسيره، اقترح العالم آلان تورينج آلة حساب كاملة تتعامل فقط مع الرموز الثنائية (0 و 1)، ويمكنها أيضًا محاكاة أي عمليات رياضية استنتاجية. .
في عام 1938، أنشأ كلود إلوود شانون نظرية دارة التبديل، التي ربطت المنطق الرياضي بالوسائل الفيزيائية، وفي عام 1946 تم اختراع أول كمبيوتر ENIAC، وهو نظام منطقي رياضي كبير يتكون من 18000 أنبوب إلكتروني.
في نفس العام، طور جون فون نيومان بنية تخزين تسمى بنية نيومان، والتي تمثل التجسيد المادي الحقيقي لآلة تورينج. في نهاية عام 1947، تم اختراع الترانزستور في مختبرات بيل، وظهر أول كمبيوتر وفقًا لمعمارية نيومان EDVAC في عام 1952، والذي استخدم فقط 2300 أنبوبًا إلكترونيًا، لكن كفاءته كانت عشرة أضعاف كفاءة ENIAC. 1954، نجحت Bell Laboratories في تركيب أول كمبيوتر TRADIC مجهز بترانزستور.
كان للكمبيوتر التقليدي المعتمد على نموذج تورينج حدوده النظرية من ناحية، ومن ناحية أخرى كان نوعًا من أدوات الحوسبة العامة التي يمكن أن تساعد في فهم التطبيقات المختلفة. ولكن هل من الممكن فهم مستوى الذكاء البشري حيث يمكن استخدام الكمبيوتر كمنصة لتحقيق تطبيقات ذكاء مختلفة؟ أم أنه من الممكن حساب كل ذكاء الدماغ البشري؟ هذه أسئلة لم تتم الإجابة عليها نظريًا حتى اليوم، وبالتالي هل تستطيع الحواسيب العصبية فهم ذكاء الدماغ البشري؟ §
أجهزة الكمبيوتر العصبية
كمبيوتر Ceural هو كمبيوتر أو برنامج يستخدم شبكة عصبية تحاكي الدماغ البشري ويمكن تدريبها لأداء مهام محددة مثل التعرف على الأنماط. §
في مارس 2005، أسس جيف هوكينز ودونا دوبنسكي Numenta مع خريج جامعة ستانفورد ديليب جورج. تطوير نوع جديد من نظام ذاكرة الكمبيوتر الذي يعتمد جزئيًا على وظيفة الدماغ. يأتي Numenta من تقنية HTM، على غرار هيكل ووظيفة القشرة المخية الحديثة. يعتقد Numenta أن HTM يعد ببناء آلات تطابق أو حتى تتجاوز الأداء البشري للعديد من المهام المعرفية.
باستخدام التعلم الآلي، تتعلم أنظمة HTM حرفيًا التعرف على الأنماط من خلال الملاحظة، وأحد الأهداف هو تطوير نظام مرئي يمكنه التعرف على الوجوه بشكل موثوق، أو تقنية يمكنها التعرف على المناطق.المشي الخطير.
إن تطوير تقنية HTM بواسطة هوكينز وزملائه هو تطبيق نموذج الذاكرة هذا لتطوير أجهزة الكمبيوتر التي يتم تدريبها على التعرف على الأشياء بغض النظر عن أحجامها ومواقعها وزوايا عرضها المختلفة. تم تجهيز أجهزة الكمبيوتر هذه لإنجاز أربع مهام أساسية
- اكتشف الأسباب حول العالم.
- استنتج أسباب الإدخالات الجديدة.
- قم بعمل تنبؤات.
- نصيحة سلوكية.
يعتقد Numenta أن هذا النوع من الابتكار سيجعل أجهزة الكمبيوتر أكثر قدرة على حل المشكلات التي كانت تعتبر في السابق صعبة على الآلات لحلها، إن لم تكن مستحيلة، ومن المرجح أن يتوسع عمل تقنية الحوسبة العصبية المذهلة هذه في العديد من المجالات.، من مراقبة مركز البيانات للبناء. سيارة ذكية لمتابعة السلوك المباشر للعملاء في مجال البحوث الطبية ونماذج المرض لتطوير نظريات علاجية ناجحة (مثل نظم العلاج).
على الرغم من أن البحث في تطبيقات علم الأعصاب على أجهزة الكمبيوتر لا يزال في مهده، إلا أنه يقدم مثالًا على ثراء ونمو التفاعل بين التكنولوجيا والأعمال والعلوم، والذي سيستمر لعقود قادمة، وإذا استمرت التكنولوجيا في التقدم، فإن علم الأعصاب سوف تكون قادرة على توسيع فهم الدماغ وخلق الفرص. إضافية لمزيد من الاختبارات وتطوير التقنيات المستوحاة بيولوجيًا. §
الفرق بين الحواسيب التقليدية والحواسيب العصبية
- المعالجة المتوازية
تعد قدرة أجهزة الكمبيوتر العصبية على أداء مهام أو أوامر متعددة في نفس الوقت من أهم مزاياها، بينما تتميز أجهزة الكمبيوتر التقليدية بأنها متسلسلة، مما يعني أنها تؤدي مهمة بعد مهمة، بدءًا من الأول، ثم التالي، وهكذا. على. في.
كان لأجهزة الكمبيوتر العصبية في الأصل بنية متعددة المعالجات مصممة من الألف إلى الياء لتكون متوازية، ومع هذه العمارة المتوازية الضخمة، يمكن إنجاز الكثير في وقت أقل، مثل ما يستطيع الشخص الاستماع إليه من الموسيقى والواجبات المنزلية في نفس الوقت .
- طريقة أداء الوظائف
هذا فرق أساسي آخر بين أجهزة الكمبيوتر العصبية والتقليدية. تؤدي التقليدية وظيفتها منطقيًا من خلال مجموعة من القواعد والعمليات الرياضية، بينما يمكن أن تقوم العصبونية بعملها من خلال الصور والمفاهيم.
اعتمادًا على طريقة تنفيذ العمل، يجب أن تتعلم أجهزة الكمبيوتر التقليدية عن طريق القواعد، بينما تتعلم الخلايا العصبية من خلال الأمثلة، أي القيام بشيء ما ثم التعلم منه، وبسبب هذه الاختلافات الأساسية، فإن التطبيقات المخصصة لكل منها مختلفة تمامًا عن كل منها آخر.
- البرمجة الذاتية
تختلف الروابط أو المبادئ التي يدرسها كل نوع من أنواع المهندسين المعماريين ؛ تتم برمجة أجهزة كمبيوتر Neumann بلغات عالية المستوى مثل C أو Java، ثم تُترجم إلى لغة تجميع الآلة الأبسط.
بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر العصبية، نظرًا لأسلوب التعلم الخاص بها، فهي قادرة بشكل أساسي على برمجة نفسها، وبينما يجب أن تتعلم أجهزة الكمبيوتر التقليدية فقط من خلال تنفيذ تسلسلات أو خطوات مختلفة من الخوارزمية، فإن الخلية العصبية قابلة للتكيف باستمرار عن طريق تعديل البرمجة الخاصة بها بالفعل. يمكن القول أن أجهزة الكمبيوتر التقليدية محدودة بأجزائها، بينما يمكن أن تعمل العصابية لتصبح أكثر من مجموع أجزائها.
- سرعة
تعتمد سرعة كل كمبيوتر على جوانب مختلفة من المعالج. تتطلب الشبكات العصبية استخدام العديد من الشرائح المصممة خصيصًا للتطبيق، بينما تتطلب أجهزة كمبيوتر Neumann معالجات كبيرة. §