Sfantul Graal al proceselor matematice.
Creierul uman este folosit pentru a intelege modul de operare al computerelor. Dar, sincer, calculatoarele nu se compara deloc cu creierele. Cel putin, nu inca.Acest lucru s-ar putea schimba, din moment ce oamenii de stiinta au dezvoltat tehnologii computationale ce utilizeaza lumina pentru a copia functionalitatea sinapselor neuronale, deschizand calea pentru sistemele hardware ce combina viteza procesoarelor moderne cu eficienta puterii creierului.
Creierele si computerele sunt sisteme ce pot modela, manipula si stoca informatii. De acolo, se opresc aspectele similare.
In timp ce procesoarele din computere combina impulsurile electrice cu comutatoare minuscule de pornire-inchidere pentru indeplinirea functiilor, neuronii folosesc fluxuri chimice pentru a distribui impulsurile in cadrul multiplelor canale numite sinapse.
Diferenta este semnificativa in ceea ce priveste memoria si consumul de putere – niciun sistem hardware nu se poate compara cu eficienta si capacitatea de stocare a unui creier uman.
Nu din cauza faptului ca materia cenusie a omului este o componenta suprema; acei curenti de electroliti si neurotransmitatori nu pot depasi viteza electronilor transportati prin portile logice.
O echipa de cercetatori de la Universitatile Oxford, Münster si Exeter au reusit un asa-numit Sfantul Graal al proceselor matematice, creand un circuit fotonic integrat ce se comporta precum o sinapsa.
„Dezvoltarea pe decursul mai multor decenii a calculatoarelor ce actioneaza din ce in ce mai mult precum creierele umane a reprezentat Sfantul Graal pentru oamenii de stiinta,” spune liderul echipei de cercetatori, Harish Bhaskaran de la Universitatea Oxford.
„Printr-o retea de neuroni si sinapse, creierul poate procesa si stoca simultan vaste cantitati de informatii, folosind doar cateva zecimi de watts putere. Computerele conventionale nici macar nu se pot apropia de o asemenea performanta.”
Pentru a deveni putin mai tehnici, computerele voastre de birou se bazeaza pe modelul von Neumann, numit dupa renumitul matematician si fizician, John von Neumann.
Adica, exista unitati de procesoare speciale pentru gestionarea logicii si pentru memorie.
Creierul uman nu are o unitate centrala de prelucrare in fata si un hard drive in spate. Neuronii conectati intr-o retea ramificata, separati prin mici punti sinaptice, sunt in acelasi timp procesoare si dispozitive de stocare.
Pentru a functiona, canalele din membranele nervilor se deschid si se inchid, transmitand si primind valuri de ioni incarcati sub forma unor fluxuri de volti imigranti.
Acestia sunt interceptati de alte procese chimice in varfurile ramificatiilor nervilor. In functie de anumiti factori, precum puterea sau frecventa fluxurilor, se creeaza un val mare de neurotransmitatori ce continua mesajul dupa ce trec pasarela catre alti nervi.
Acel salt la capatul nervului este punctul central al procesarii neuronale, actionand precum un controlor al traficului ce opreste si accelereaza un semnal.
Descrise sub forma de plasticitate sinaptica, schimbarile in acest punct de control pot aprecia modul omului de a invata si procesa noile informatii, intarind unele circuite si diminuandu-le pe altele.
Asa-numitul calcul neuromorfic doreste sa copieze modul de combinare a proceselor si a memoriei intr-un sistem singular, aducand biologia si inteligenta artificiala din ce in ce mai aproape.
Problema a constat in crearea unui procesor capabil sa indeplineasca aceleasi functii precum sinapsele.
„Din moment ce sinapsele depasesc numarul de neuroni din creier cu aproape 10 000 la 1, orice computer asemanator creierului trebuie sa fie capabil sa reproduca aceeasi forma de schema sinaptica. Asta am incercat sa facem noi aici,” spune Wolfram Pernice de la Universitatea Münster.
Sinapsele artificiale concepute de echipa se bazeaza pe structuri create din materiale cu schimbari de faze (PCM), care stocheaza si emana cantitati semnificative de energie in momentul in care se schimba dintr-o stare in alta.
Fluxurile de lumina sunt transportate prin material, cu pulsuri optice schimband modulatia de codare intr-un fel in care sa reproduca plasticitatea sinapselor.
Desi conceptele prezentate nu sunt noi, aceasta este prima data cand procesele au fost puse in practica.
„Computerele electronice sunt relativ lente si cu cat le putem accelera, cu atat mai multa energie vor consuma,” spune cercetatorul C. David Wright de la Universitatea Exeter.
„Computerele conventionale sunt destul de prostute, neavand capacitatile integrate de invatare si procesare in paralel ale creierului uman.”
Procesoarele neuromorfice bazate pe lumina par sa fie combinatia perfecta intre minte si masina.
Singura intrebare ramane, cat mai trebuie sa astept pana imi pot actualiza creierul la noile sisteme?
Un alt punct important abordat in articol este legat de nevoia unei pregatiri adecvate a cadrelor didactice pentru a integra eficient tehnologia in procesul educational. Consider ca formarea continua a profesorilor este esentiala pentru a putea valorifica cu succes avantajele oferite de noile tehnologii.
Mi-a placut modul in care autorul a prezentat avantajele utilizarii tehnologiei in scoala, precum accesul la informatii diverse si variate sau posibilitatea de a personaliza procesul de invatare. Totusi, cred ca ar fi util sa se adreseze si aspectelor legate de siguranta online sau de cresterea timpului petrecut in fata ecranelor.
Articolul acesta ofera o perspectiva interesanta asupra impactului tehnologiei in educatie. Sunt de acord cu ideea ca utilizarea tabletelor si a altor dispozitive moderne poate imbunatati procesul de invatare, insa cred ca este important sa se tina cont si de potentialele efecte negative ale dependentei de tehnologie.