ในโลกของการประมวลผลและปัญญาประดิษฐ์ที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ความก้าวหน้าที่ก้าวล้ำที่สุดอย่างหนึ่งคือการประมวลผลแบบนิวโรมอร์ฟิก การประมวลผลแบบนิวโรมอร์ ฟิก ได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างและการทำงานของสมองมนุษย์ แนวทางปฏิวัติวงการนี้กำลังกำหนดนิยามใหม่ให้กับวิธีที่เครื่องจักรประมวลผลข้อมูล มอบอนาคตที่คอมพิวเตอร์สามารถคิด เรียนรู้ และปรับตัวได้เหมือนมนุษย์มากขึ้น
การคำนวณแบบนิวโรมอร์ฟิกเป็นเทคโนโลยีล้ำสมัยที่กำลังสร้างกระแสฮือฮาอย่างมากมันคือการจำลองโครงสร้างประสาทที่ซับซ้อนของสมองมนุษย์ในระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ แทนที่จะใช้การประมวลผลแบบขั้นตอนต่อขั้นตอนแบบเดิมๆ ของคอมพิวเตอร์ที่เราคุ้นเคย การคำนวณแบบนิวโรมอร์ฟิกมุ่งเป้าไปที่แนวทางแบบคู่ขนานและประหยัดพลังงานมากขึ้น ซึ่งก็เหมือนกับสมองของเรานั่นเอง
Neuromorphic Comping คืออะไร?
การคำนวณแบบนิวโรมอร์ฟิกหมายถึงการออกแบบระบบคอมพิวเตอร์ที่เลียนแบบสถาปัตยกรรมและการทำงานของระบบประสาทของสมองมนุษย์ซึ่งแตกต่างจากการคำนวณแบบดั้งเดิมซึ่งอาศัยตรรกะแบบไบนารีและการประมวลผลเชิงเส้น ระบบนิวโรมอร์ฟิกใช้เครือข่ายนิวรอนเทียมและไซแนปส์เพื่อประมวลผลข้อมูลในลักษณะขนานกันและมีประสิทธิภาพสูง
ระบบเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะทาง เช่น ชิปนิวโรมอร์ฟิก ซึ่งจำลองการสื่อสารของเซลล์ประสาททางชีววิทยาผ่านสัญญาณไฟฟ้า ทำให้สามารถประมวลผลได้คล้ายกับสมอง มากขึ้น ทำให้สามารถพัฒนาเครื่องจักรที่มีความสามารถในการเรียนรู้ รับรู้ และตัดสินใจแบบเรียลไทม์ได้
มันทำงานอย่างไร?
ระบบคอมพิวเตอร์ Neuromorphic ได้รับการออกแบบโดยใช้:
เครือข่ายประสาทเทียมแบบสไปก์กิ้ง (SNNs)จำลองวิธีที่เซลล์ประสาทจริงยิงตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้น
เมมริสเตอร์ : อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เลียนแบบไซแนปส์โดยจดจำปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ผ่านเข้าไป
สถาปัตยกรรมพลังงานต่ำ : ชิป Neuromorphic ประหยัดพลังงานเป็นอย่างมาก เช่นเดียวกับสมองของมนุษย์ ซึ่งสามารถทำงานที่ซับซ้อนได้ในขณะที่กินไฟเพียง 20 วัตต์เท่านั้น
เมื่อนำส่วนประกอบเหล่านี้มารวมกัน จะสร้างระบบที่สามารถปรับพฤติกรรมได้ตามประสบการณ์ เช่นเดียวกับการเรียนรู้ของมนุษย์
การประยุกต์ใช้งานการคำนวณแบบ Neuromorphic
ศักยภาพของการคำนวณแบบนิวโรมอร์ฟิกขยายไปสู่หลายอุตสาหกรรม:
ปัญญาประดิษฐ์ (AI) : AI ที่มีลักษณะคล้ายมนุษย์มากขึ้นซึ่งสามารถเรียนรู้จากชุดข้อมูลขนาดเล็กและปรับตัวได้แบบเรียลไทม์
หุ่นยนต์ : หุ่นยนต์ที่ชาญฉลาดและทำงานอัตโนมัติมากขึ้น ซึ่งสามารถตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมได้อย่างรวดเร็ว
การดูแลสุขภาพ : อินเทอร์เฟซระหว่างสมองกับเครื่องจักร อวัยวะเทียม และอุปกรณ์ที่สามารถตีความสัญญาณประสาท
เซ็นเซอร์อัจฉริยะ : เซ็นเซอร์พลังงานต่ำที่สามารถจดจำรูปแบบ เสียง หรือใบหน้าบนขอบ (โดยไม่ต้องเชื่อมต่อกับระบบคลาวด์)
รถยนต์ไร้คนขับ : การตัดสินใจที่รวดเร็วยิ่งขึ้นสำหรับการนำทาง การตรวจจับสิ่งกีดขวาง และการปรับปรุงเส้นทาง
เพราะเหตุใดมันถึงเป็นการปฏิวัติ?
คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมมีปัญหาในการทำงานที่มนุษย์คิดว่าง่าย เช่น การจดจำใบหน้าในฝูงชนหรือการเข้าใจคำพูดในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง อย่างไรก็ตาม ระบบนิวโรมอร์ฟิกจะเรียนรู้จากประสบการณ์ประมวลผลข้อมูลแบบขนานและสามารถทำงานกับอินพุตที่ไม่สมบูรณ์หรือคลุมเครือทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานประเภทนี้
ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจาก AI เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันมากขึ้น ความต้องการการประมวลผลแบบเรียลไทม์ที่มีประสิทธิภาพ และใช้พลังงานต่ำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งเป็นสิ่งที่เทคโนโลยีแบบนิวโรมอร์ฟิกสามารถมอบให้ได้โดยเฉพาะ
ถนนข้างหน้า
บริษัทต่างๆ เช่น Intel (ที่มีชิป Loihi), IBM (TrueNorth) และบริษัทสตาร์ทอัพหลายแห่งกำลังพยายามขยายขอบเขตของการออกแบบแบบนิวโรมอร์ฟิคอย่างจริงจัง แม้ว่าจะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นเมื่อเทียบกับการประมวลผลแบบคลาสสิก แต่ความก้าวหน้าในสาขานี้ก็กำลังเร่งตัวขึ้นเรื่อยๆ
ในปีต่อๆ ไป เราอาจได้เห็นระบบ neuromorphic ที่รวมเข้ากับสมาร์ทโฟน อุปกรณ์ IoT และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจำวัน ซึ่งจะทำให้เราเข้าใกล้เครื่องจักรที่ไม่เพียงแต่คำนวณเท่านั้น แต่ยังเข้าใจได้อย่างแท้จริงอีกด้วย