Témata
Reklama

Atraktivní projekty: Počítače jako (naše) mozky

Nic není dokonalejšího než lidský mozek. A proto se lidé snaží vymyslet stroj, který by se mu přiblížil.

Tento článek je součástí seriálu:
Atraktivní projekty
Díly
Karel Sedláček

Celý život se věnuje popularizaci vědy a techniky. Promoval na Fakultě sociálních věd UK v Praze. 
V letech 1960 až 1968 pracoval v plzeňském rozhlasovém studiu, potom až dokonce roku 1989 byl nejprve redaktorem pro vědu a techniku a později zástupcem šéfredaktora deníku Svobodné slovo. Po krátkém působení jako šéfredaktor nakladatelství Melantrich byl redaktorem a hlasatelem Rádia Svobodná Evropa až do ukončení vysílání české redakce v roce 2002. Externě spolupracoval s celou řadou českých a slovenských odborných časopisů a s Českým rozhlasem.  
Vědeckotechnická témata popularizoval v knihách Laser v mnoha podobách (Praha, 1982), Pod šifrou 2001 (Praha 1984), Atom skrývá naději (Praha 1987 - spolu s Janem Tůmou). Historii unikátní rozhlasové stanice shrnul v knize Volá Svobodná Evropa (Praha 1993). Vzpomínky na konec komunistického režimu ve Svobodném slově a vydavatelství Melantrich obsahuje publikace Balkon, fenomén listopadu 1989 ( Praha 2010 - spoluautor Milan Nevole). Události okupace Československa v srpnu 1968 přibližuje publikace Vzpomínky na Plzeň – Čas lámání chleba a charakterů (Praha 2011). V roce 2018 vydal soubor cestopisných reportáží a fejetonů Toulky s Karlem Amerikou.

Už několik desetiletí žijeme ve světě počítačů – pomáhají nám řídit a třídit náš svět a nás v něm. Za ta léta zevšedněly a ve zpravodajství z vědy a techniky hrají dnes prim jiné celebrity, jako například 3D tiskárny nebo aplikace do chytrých telefonů. Ovšem počítače pěkně uklizené v pozadí vládnou nenápadně, ale rozhodně. A občas o nich problesknou v mezinárodních médiích zajímavé zprávy, jako tomu bylo letos v létě.

Reklama
Reklama

Senzace pod názvem True North

Vědci ze společnosti IBM popsali společně s experty z Cornell University v renomovaném časopisu Science na světě první plně funkční neurosynaptický a sériově vyráběný počítačový čip inspirovaný architekturou lidského mozku. Obsahuje 1 milion programovatelných neuronů a 256 milionů synapsí. Díky tomu je tento čip se svými 5,4 miliardy tranzistorů a 4 096 neurosynaptickými procesorovými jádry na ploše velikosti poštovní známky považován za senzaci. Stačí mu 175 000krát méně energie než konvenčním čipům a 700krát méně než speciálním čipům pro neuronové sítě. Provoz vyžaduje jen 70 miliwattů, tedy výrazně méně než současné běžné mikroprocesory.

Kdy dosáhne počítač kvality lidského mozku? Možná do šesti let!

Kognitivní procesy

Čip tedy představuje zásadní průlom na cestě k počítačovým kognitivním systémům.

Připomeňme si, že kognitivní (poznávací) funkce jsou jednou z hlavních oblastí lidské psychiky, jejich centra jsou uložena v různých částech mozku. Prostřednictvím těchto funkcí vnímáme svět kolem sebe, můžeme se učit, pamatovat si a přizpůsobovat se stále se měnícím podmínkám okolního prostředí. Zahrnují však kromě paměti i koncentraci, pozornost, řečové funkce, rychlost myšlení, schopnost pochopení informací a tedy i jejich posouzení, což je výchozí předpoklad pro řešení problémů, plánování a organizování.

Lidský mozek (encephalon) je řídící a integrační orgán nervové soustavy člověka. Řídí a kontroluje veškeré tělesné funkce, jako je činnost srdce, trávení, pohyb, řeč, ale i samotné myšlení, paměť či vnímání emocí.

Kognitivní počítačové čipy představují zcela novou třídu procesorů, jež podstatně využívají schopnost lidského mozku. Umožňují vývoj samoučících se počítačů, jež budou mnohonásobně výkonnější a kompaktnější než dnešní systémy. Přes intenzivní práce ovšem stále existuje hluboká propast mezi současnými počítači a lidským mozkem. Ať už se to týká spotřeby energie nebo výkonu.

Počítačová architektura

Nová architektura má k dispozici prostřednictvím dvoudimenzionální sítě celkem 4 096 digitálních, neurosynaptických procesorových jader. Každé obsahuje paměť, počítačovou jednotku a komunikační modul. Jednotlivé čipy se dají propojovat a v budoucnu budou vytvářet báze pro neurosynaptický superpočítač.
Výzkumníci využili při výrobě čipu 28nanometrovou technologii firmy Samsung. A korejský elektronický gigant neskrýval nadšení, že takřka magický čip vytvořili s technologií běžnou při výrobě komerčně dostupné mobilní elektroniky. Podle vedení Samsungu jde o velký zvrat v tvorbě architektury čipů, který by měl ovlivnit budoucnost. Má prý moc změnit celou civilizaci, podobně jako ji změnily třeba mobilní telefony.

Miliardy pro budoucnost

Dr. Dharmendra S. Modha, vedoucí vědeckého týmu IBM pro vývoj počítačů inspirovaných lidským mozkem, představil první generaci takových čipů už v roce 2011, takže nyní jde už o generaci druhou. Náklady na takový výzkum jsou obrovské. A jak už to při podobných projektech bývá, stojí za ním vojáci. Není proto divu, že IBM podporuje Pentagon.

Obr. 2: IBM Watson Group sídlí na Astorově náměstí v New Yorku, jemuž se přezdívá „Silicon Alley“

Agentura amerického ministerstva obrany DARPA (Defense Advanced Research Projects) už do projektu od roku 2008 investovala 53 milionů dolarů. Kromě newyorské Cornellovy technické univerzity se na řešení podílí také švýcarská společnost iniLabs vyčleněná z Ústavu pro neuroinformatiku ETH v Curychu.
„Energie je ve vývoji největší překážkou,“ řekl Horst Simon z Lawrence Berkeley National Laboratory, výzkumného zařízení, které je jedním z hlavních uživatelů superpočítačů, když komentoval senzační zveřejnění. „Tento čip je dokladem toho, že stojíme před zásadní změnou počítačové architektury.“

Dr. Dharmendra S. Modha chlácholí ostatní výzkumníky ujištěním, že novinka nemá nahradit současné počítače, ale rozšířit jejich možnosti. Mezi nejatraktivnější patří použití takového čipu v superpočítačích na plovoucím zařízení, jež by sledovalo například tsunami a jiné jevy na mořích a oceánech.

„Máme obrovské komerční ambice,“ řekl dr. Modha bez obalu. Čip totiž ovlivní vývoj v oblasti nejen mobilní komunikace, ale i cloudů a senzorů.

Jiní odborníci však říkají, že je ještě příliš brzy na to říci, kdo má v závodě o vývoj nových čipů náskok. Jedním z nich je Jeff Hawkins, spoluzakladatel firmy Numenta, který vytváří hardware a software založený na studiu lidského mozku. Hawkins se domnívá, že dvoudimenzionální čipy, jako Truth Nord, jsou předzvěstí jiných řešení, jež napodobují mozková spojení mnohem lépe. Bude se prý muset absolvovat ještě „dlouhotrvající proces“, než se dosáhne vytyčeného cíle. Někteří zase předpovídají, že se počítače odpovídajícího lidskému mozku dočkáme v roce 2020.

Blesk v pravou chvíli

Bez zajímavosti není ani načasování zprávy o průkopnickém čipu. Akcionáři IBM už od začátku roku ztráceli nervy s ekonomickými ukazateli koncernu. A tak jako blesk z čistého nebe přišla informace o úspěšném vývoji, který by měl přinést pořádný zisk.

Společnost International Business Machines (IBM), přezdívanou Big Blue neboli Velká modrá, založil Thomas J. Watson a jeho jméno nese inteligentní systém, který patří mezi divy současného světa.

Podle odhadu nezávislých ekonomů se totiž ztráty IBM z výroby čipů hromadí ročně ve výši nejméně 1,5 miliardy dolarů. Proto se IBM rozhodla tohoto sektoru zbavit a dokonce jej věnovat s tučnou odměnou ve výši 1 miliardy dolarů. Zájem měla společnost Globalfoundries, ale požadovala věno vyšší – dokonce 2 miliardy dolarů. Za takovou kulatou sumičku byla ochotna zbavit IBM problému. To se však vedení IBM zdálo přece jen příliš ponižující.

Ovšem odprodeji dalších segmentů se IBM nebrání. Už oznámila prodej divize levných počítačů x86 serverů čínskému Lenovu za 2,3 miliardy dolarů. Nyní americké úřady tuto transakci schválily. Čekání na povolení bylo napínavé, protože panovala obava z možných bezpečnostních rizik. Na druhé straně hrál roli také fakt, že IBM už před deseti lety prodala této čínské firmě svou divizi výroby osobních počítačů. Lenovo za ni zaplatilo 1,75 miliardy dolarů a díky tomu se stalo největším dodavatelem počítačů na světě.

Miliardy do investic

Výkonná ředitelka IBM Virginia Rometty se snaží dosáhnout prostřednictvím prodeje ztrátových podniků cíle stanovené pro rok 2015, kdy chce vykázat zisk. Zbavuje se výroby hardwaru a zaměřuje se na segment s vyšší marží, tedy na software. Letos na začátku července znovu potvrdila, že bez ohledu na plánovaný prodej výroby čipů bude IBM i nadále aktivní ve výzkumu v oblasti polovodičů. V příštích pěti letech mají investice dosáhnout 3 miliard dolarů. Těžiště bude spočívat ve vývoji menších a výkonnějších čipů pro mainframe, energetických systémů a technologií Watson.

Thomas J. Watson byl zakladatel společnosti IBM a stál v jejím čele 42 let. Jeho jméno nese počítačový program ze sféry umělé inteligence. IBM jej vyvinula, aby odpovídal na otázky, jež se mu zadávají v normální řeči. První senzační prezentaci zažil tento systém před třemi lety v televizní vědomostní kvizové soutěži Jeopardy se dvěma lidskými protivníky, kteří předtím podobné soutěže několikrát vyhráli. Tentokrát vyhrál počítač Watson.

Od té doby se mnohé změnilo. Jeho rychlost se zvýšila 24krát, jeho výkonnost vzrostla o 2 400 procent a rozměry se zmenšily se o 90 procent!

Tento inteligentní software s 90 servery se dál rozvíjí. IBM letos oznámila, že do jeho vývoje investuje další 1 miliardu dolarů. Tak vznikla v New Yorku skupina Watson Group s 2 000 zaměstnanci. Jako jeden z prvních úkolů dostali spolupráci s nemocnicí Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSKCC), jež patří ve světě k nejuznávanějším v oblasti léčení rakoviny.

Bez přehánění můžeme konstatovat, že tento vývoj znamená základní obrat v historii digitálního zpracování dat a jsme zase o krok blíž inteligentnímu dialogu člověka se strojem.

Karel Sedláček

Sedlacek.Kar@seznam.cz

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 141028
Datum: 23. 09. 2014
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Seriál
Firmy
Související články
Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 4. díl: Jaké jsou limity lithiových baterií

Stěžejní součást bateriových elektrických vozidel představuje trakční baterie, soustava navzájem propojených sekundárních (nabíjecích) galvanických článků, které v podobě chemické energie akumulují tu elektrickou, již z baterie získává elektromotor. Protože se jako jedna z nevýhod elektrických vozidel oproti těm konvenčním uvádí poměr uložené energie a hmotnosti akumulátorů, tedy jejich relativně nízká specifická energie, zaměříme se v tomto díle našeho seriálu právě na ni, představíme si některé možnosti jejího navýšení a zmapujeme důsledky, jaké může pro mobilitu mít.

Integrovaný obvod o tloušťce jedné molekuly

Lidstvo již zvládlo přeměňovat světlo na elektřinu a vytvořit akumulátory, v nichž nedochází k chemickým reakcím. Problémem však je, že tyto přístroje mají velmi nízkou účinnost. Nejlepších parametrů by se dosáhlo při použití polovodičů o tloušťce jediné molekuly. A ty se nyní naučili vyrábět vědci z ruského institutu MISiS, který je partnerem ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

Technický pokrok?

S postupujícím časem se každý technik seznamuje s novými možnostmi a příležitostmi, které rozvoj techniky a speciálně technologie přináší. Zejména široká nabídka strojů a nářadí přímo vybízí k uvažování o tom, co všechno by si člověk mohl vyzkoušet, a nebo dlouhodobě používat. Téměř bez výjimky je zdrojem energie elektřina odebíraná ze sítě, takže otázka o způsobu připojení je zřejmá. Této problematiky se týká následující úvaha.

Související články
Umělé svaly, část 1. Historie a úvod do problematiky

Téma umělých svalů obecně spadá do oblasti pohonů strojů a zařízení. Jedná se o poměrně moderní typ pohonu. S jejich nasazením se v současné době počítá především u humanoidních nebo mobilních robotů, ale předpokládá se, že v budoucnu budou schopné nahradit konvenční pohony, které jsou v prvním kvartálu 21. století zastoupeny hlavně pohony se spalovacími motory nebo elektromotory.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Atraktivní projekty - Vojenská základna plná tajemství

V rámci pěstování vztahů s veřejností – public relations – se v Americe nejen soukromé firmy, ale i vládní organizace snaží vycházet zájemcům vstříc a pořádají různé dny otevřených dveří. Tak jsem měl možnost prohlédnout si například Pentagon, ale i vojenskou základnu v Novém Mexiku, kde se testovaly atomové bomby.

Atraktivní projekty: Sixtinská kaple září

Sixtinská kaple ve Vatikánu se po 500 letech rozzáří zcela unikátně, a to díky nejmodernější technice. Návštěvníkům tak nabídne ojedinělý zážitek. Společnost Osram, výrobce světelných zdrojů a svítidel, ji totiž vybavuje novým systémem LED osvětlení. Systém, jenž je k uměleckým dílům mimořádně šetrný, umožňuje značně vyšší hodnoty osvětlení. Navíc ve srovnání se stávajícím osvětlovacím systémem spotřebovává méně energie.

Oprava Karlova mostu: II. etapa

Jak již bylo uvedeno v článku v minulém vydání popisující I. etapu opravy, Karlův most je nejen historickou a kulturní památkou, ale také výjimečným technickým dílem, které slouží svému účelu 655 let. Je středem zájmu jak odborných institucí, tak i prostých občanů a je pochopitelné, že oprava vyvolala širokou, místy velmi kritickou diskuzi, vedoucí až ke sporům. Nebylo vždy snadné věnovat maximální úsilí opravě mostu a současně vyvracet šířené nepravdy.

Praktický výzkum nám dělá svět lepším

Prof. Ing. Milan Gregor, PhD. se narodil v Prievidzi a dětství prožil v Necpaloch. Zde u příležitosti oslav 600. výročí první písemné zmínky byl v roce 2015 oceněn Cenou primátorky Prievidzy za mimořádné zásluhy v rozvoji hospodářství, vědy a techniky a šíření dobrého jména Slovenské republiky v zahraničí.

Soutěž pro středoškoláky

Jubilejní, již pátý ročník soutěže o Putovní pohár partnerských škol Siemens - Sinumerik Cup se letos konal v Mohelnici, v prostorech zdejší Střední školy technické a zemědělské a stejně jako před třemi lety, kdy tato škola byla hostitelem, i letos zdejší ředitel Jiří Ženožička se svým týmem organizaci pojal velmi profesionálně.

Opřít se o silného partnera

V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.

Novinky ze světa 3D tisku

V uplynulém měsíci se v české kotlině seběhlo několik akcí, jejichž společným jmenovatelem byl průmyslový 3D tisk. Představeny byly nové produkční 3D tiskárny, profesionální tiskové materiály a zapomenout nesmíme ani na největší z těchto akcí, výstavu a konferenci 3dexpo.

Diskutovaný Průmysl 4.0

Fenomén Průmysl 4.0, nastínění možných směrů vývoje a příprava společnosti na změny způsobené novými technologiemi – to jsou diskutovaná témata konferencí a seminářů současnosti. Podpora výzkumu a vývoje se musí soustřeďovat na technologicky významné oblasti vycházející z potřeb české průmyslové praxe. Odborníci zdůrazňují potřebu vzdělávání a zvyšování kvalifikace zaměstnanců.

Příručka marketéra: Téma 6: Facebook - pracujte s e-mailovými kontakty, hledejte

V našem seriálu o nástrojích on-line komunikace a jejich specifikách pro využití v business-to-business (B2B) komunikaci, který je připravován v rámci exkluzivní spolupráce vydavatelství MM publishing a společnosti LCG New Media, jsme postoupili téměř do jeho závěru. V dnešní předposlední části se věnujeme fenoménu sociálních sítí.

Inovační centrum Eaton rozšiřuje svoje řady

Od června loňského roku sídlí v pořadí již páté inovační centrum nadnárodní společnosti Eaton v nové budově v Roztokách u Prahy. V současné době si s inovacemi v oblasti energetických systémů láme hlavu osmdesát zaměstnanců. A protože být inovativní znamená být konkurenceschopný, projektů přibývá a s nimi i potřeba postupně naplnit kapacitu inovačního centra, která činí 300 zaměstnanců. Udělali jsme rozhovor s manažerem týmu Vehicle Powertrain Luďkem Janíkem, který přibližuje, jak se v inovačním centru pracuje a jaké kolegy by do týmu potřebovali.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit