اخبار سایت



ابرکامپیوترها به نقشه‌برداری عمیق‌تر مغز انسان کمک می‌کنند

  • 1396/06/28
    ابرکامپیوترها به نقشه‌برداری عمیق‌تر مغز انسان کمک می‌کنند

    ابرکامپیوترها به نقشه‌برداری عمیق‌تر مغز انسان کمک می‌کنند

    تلاش‌های بسیاری برای نقشه‌برداری مغز انسان انجام شده است؛ حال محققان با کمک ابرکامپیوترها در تلاش‌اند تا عمیق‌ترین تصویر موجود از تمام اتصالات مغزی را به دست آورند.
    بشریت برای ترسیم نقشه‌ی اتصالات عصبی مغز انسان، تلاش‌های بسیاری انجام داده است؛ اما پیاده‌سازی این نقشه با وجود سادگی از دیدگاه تئوری، در عمل کار بسیار دشواری است. مغز ما در حدود ۱۰۰ میلیارد نورون دارد که در تماس با یکدیگر، ۱۰۰ تریلیون اتصال برقرار می‌کنند و برای نقشه‌برداری این حجم بسیار زیاد اطلاعات، پیش از اطلاع از نحوه‌ی اتصال هر نورون با نورون‌های دیگر، به مشخص کردن موقعیت دقیق تمام نورون‌های مغز نیازمندیم.

    محققان دپارتمان انرژی آمریکا (DOE) در آزمایشگاه ملی آرگونا در حال کار روی پروژه‌ی نقشه‌برداری جدید مغز هستند. هدف این پروژه ترسیم نقشه‌ی کامل مغز انسان است؛ اما برای این کار، در قدم اول به نقشه‌برداری از مغز یک موش بالغ با ۷۵ میلیون نورون مغزی با استفاده از ترکیب دو روش داده‌کاوی و یادگیری ماشین، پرداختند.

    برای این کار محققان از جدید‌ترین ابرکامپیوتر اینتل کرِی ۹.۶۵ پتافلپی آزمایشگاه آرگونا با نام Theta، استفاده می‌کنند؛ تِتا به نرم‌افزار پیشرفته و انعطاف‌پذیری مجهز شده که برای کار با داده‌های بزرگ طراحی شده است. گورسِی، دستیار دانشمند محاسباتی در مرکز پیشرفته فوتون آرگونا (APS)، می‌گوید:

    هدف اصلی ما، نقشه‌برداری از تمام نورون‌های مغز است؛ اما مجموع داده‌های به‌دست آمده از اشعه‌ی ایکس و میکروسکوپ‌های الکترونی، حجم بسیار زیادی در مقیاس ترا و پتابایت دارند. بنابراین، ما تمایل داشتیم از تِتا برای ساخت نرم‌افزار و زیرساخت پایه‌ی کدنویسی برای تحلیل این داده‌ها استفاده کنیم.
    برای دستیابی به عمیق‌ترین سطح نقشه‌برداری از تمام اتصالات نورونی و عملکرد آن‌ها در مغز کوچک موش، محققان باید ابتدا داده‌های لازم برای تجزیه و تحلیل را به‌ دست آورند؛ برای دستیابی به این داده‌ها، محققان از میکروسکوپ‌های الکترونی آرگونا و تصویربرداری سه‌بعدی با کیفیت بالا که آن را میکروتوموگرافی اشعه ایکس می‌نامند، استفاده می‌کنند. پس از آنکه تصاویر با کیفیت بالا گرفته شد، می‌توان آن‌ها را به ابرکامپیوتر تِتا منتقل کرد؛ و در آخر با کمک قدرت پردازشی بسیار زیاد ابرکامپیوتر تِتا، می‌توان به عمیق‌ترین تصویر موجود از مغز یک موش دست یافت. وِنکات ویش‌واناس، سرپرست گروه داده‌های علمی ALCF، می‌گوید:

    یادگیری ماشین با مدل‌های پیش‌بینی‌شده‌ی خود به کمک تجزیه و تحلیل داده‌های به‌دست‌آمده، می‌آید؛ در این پروژه از یادگیری ماشین می‌توان برای دسته‌بندی و بازسازی مغز یا طبقه‌بندی و شناسایی ویژگی‌های مورد نظر محققان استفاده کرد.
    ارتباطات مغز
    بعد از تکمیل شدن آنالیز داده‌های مغز موش، محققان در گام بعدی به بررسی مغزی بزرگ‌تر از مغز یک موش خواهند پرداخت؛ با این حال، روش مورد استفاده‌ی آن‌ها برای نقشه‌برداری از مغز، آمادگی لازم برای تصویربرداری از مغزی به پیچیدگی مغز انسان را تا مدتی نخواهد داشت.
    نقشه‌برداری از تمام اتصالات مغزی به ما برای شناسایی تغییرات کوچک که می‌تواند نشانه‌ی رشد اختلالات عصبی نظیر آلزایمر یا اوتیسم باشد، کمک می‌کند؛ همچنین داشتن چنین اطلاعاتی از اتصالات مغز به ما برای توسعه‌ی درمان‌های بهتر برای چنین اختلالات عصبی کمک خواهد کرد.
    علاوه بر این، نقشه‌برداری مغزی در چنین سطحی به ما برای اقدامات آینده‌نگرانه، نظیر مهندسی نورون‌ها در زیست‌شناسی مصنوعی یا تولید رابط‌های پیشرفته‌ی مغز و کامپیوتر کمک کند؛ همچنین با استفاده از این تصاویر می‌توان شبکه‌ عصبی مصنوعی بهتری توسعه داد


    .



هوش مصنوعی

در اين مطلب قصد داريم به معرفي ?? فناوري جديد برتري بپردازيم که طبق پيش بيني محققان دانشگاه MIT آمريکا، در سال جاري و سال هاي پس از آن فراگير خواهند شد. در ادامه با ما همراه باشيد.

کليک – فناوري هاي مرتبط با کاشت وسايل مختلف در مغز و کامپيوترهاي کوانتومي از جمله فناوري هايي هستند که در سال ???? مردم را شگفت زده کرده اند؛ اما اين فناوري ها تنها فناوري هايي نيستند که در سال ???? شگفتي آفرين شده اند. در اين مطلب قصد داريم به معرفي ?? فناوري برتر جديدي بپردازيم که از نظر محققان دانشگاه MIT آمزيکا در سال جاري فراگير خواهند شد.

هوش مصنوعي با قابليت يادگيري همانند انسان

در صدر اين ليست هوش مصنوعي جديدي قرار دارد که رفتار آن تقويت شده است.

هوش مصنوعي اين قابليت را دارد که در يک بازي پيچيده مانند بازي Go مهارت پيدا کند و حتي يک فرد ماهر در اين بازي را نيز شکست دهد. همچنين هوش مصنوعي اين توانايي را دارد که خودروهاي بدون راننده را در ترافيک خودروها هدايت کند.

اين فناوري بر اساس تقويت ميزان يادگيري ايجاد شده است و قدمت اين کار به بيش از ??? سال پيش باز مي گردد. حدود يک قرن پيش روانشناسي به نام ادوارد ثروندايک، به گربه ها ياد داد که چگونه از يک جعبه با در کلون دار، با روش آزمايش و خطا فرار کنند. اين رفتار ابتدا با يک پاداش (غذا) در گربه ها ايجاد شد و سپس به يک رفتار تثبيت شده در آن ها تبديل شد.

دوربين هاي ???
بشر مي تواند دنيا را به صورت ??? درجه تجربه کند و هم اکنون دوربين هاي متداول هم از اين قابليت برخوردار هستند.

زماني ساخت يک سيستم با قابليت ايجاد تصوير ??? درجه از دنياي اطراف، هزاران دلار هزينه داشت؛ اما هم اکنون امکان تصويربرداري ??? درجه با صرف هزينه اي کمتر از ??? دلار ممکن شده است.

البته تصويربرداري ??? درجه بايد به گونه اي باشد که براي افراد کسل کننده نباشد و قابليت هاي جالبي داشته باشد؛ به عنوان مثال خبرنگاران مي توانند براي مستندسازي اخبار، از دوربين هاي ارزان قيمت ??? درجه استفاده کنند؛ مثلا خبرنگاران روزنامه New York Times با ضبط يک ويديوي ??? درجه، ويرانگري هاي داعش در کشور سوريه را به تصوير کشيدند.
سلول هاي خورشيدي با کارايي مضاعف



اين سلول هاي خورشيدي که اصطلاحا سلول هاي خورشيدي داغ ناميده شده اند، مي توانند گرماي خورشيد را به اشعه هاي متمرکز شده نور تبديل کنند. اين پانل ها مي توانند جايگزين پانل هاي فتوولتاييک متداول (پانل هايي براي توليد مستقيم برق از انرژي خورشيدي) شوند و کارايي اين پانل هاي جديد، نيز دو برابر پانل هاي مذکور است. با استفاده از اين پانل ها مي توان انرژي رايگان خورشيدي را ذخيره کرد و در شب از آن استفاده کرد.
کاميون هاي بدون راننده و خودران



حتما تاکنون اخبار زيادي در مورد خودروهاي خودران خوانده ايد و يا شنيده ايد، جالب است بدانيد که کاميون هاي آينده نيز به فناوري هدايت خودکار مجهز خواهند شد تا زماني که راننده هوشياري لازم را ندارد، سيستم هدايت خودکار، فرمان کاميون را در دست بگيرد.

همچنين اين فناوري مي تواند براي هدايت گروهي از کاميون ها که پشت سر هم حرکت مي کنند، به کار گرفته شود تا هم در مصرف سوخت آن ها صرفه جويي شود و هم مقاومت آن ها در برابر باد کمتر شود.

پرداخت وجه با استفاده از فناوري تشخيص چهره



شما در حال حاضر مي توانيد با يک تلنگر به ساعت هوشمند اپل واچ، وجه مورد نظر را در فروشگاه هاي استارباکس (Starbucks) آمريکا بپردازيد؛ اما روش پرداختي جديدي با استفاده از فناوري تشخيص چهره، نيز قرار است راه اندازي شود. اين فناوري براي به کارگيري در معاملات و يا ساير امور روزانه، به اندازه کافي دقيق است.

مسئولان موتور جستجوي Baidu که محبوب ترين موتور جستجو در کشور چين است، در حال کار کردن بر روي سيستمي هستند که امکان خريد بليط قطار از طريق اسکن چهره را فراهم مي کند.

کامپيوترهاي کوانتومي



نمي توان توضيح ساده اي در مورد کامپيوترهاي کوانتومي ارائه داد؛ فقط مي توان گفت در اين کامپيوترها از ذرات کوانتوم استفاده شده است و برخي از محاسبات واقعاً پيچيده را مي توانند بسيار سريع تر از کامپيوترهاي قديمي انجام دهند.