El millón de neuronas del cerebro artificial de IBM

Asombra por la complejidad que entraña en su versión original y también en la tecnológica. IBM está cada vez más cerca de calcar el comportamiento del cerebro humano gracias a su proyecto de ordenador cognitivo, que quizás algún día llegue a nutrirse con el mismo número de neuronas que la gente y a funcionar con menos energía que la supercomputadora Watson, también de la casa. Está lejos, pero sin llegar a esos extremos, sus números son ya bastante impresionantes. El cerebro humano está compuesto por unos 100.000 millones de neuronas, mientras que la última creación del Gigante Azul puede presumir de tener funcionando su primer millón de neuronas programables.

Y el cóctel de cifras va mucho más allá. Además de colgarse la medalla de “primer chip de computación neurosináptica que ha alcanzado la escala de un millón de neuronas programables”, SyNAPSE, que así se llama la creación en cuestión, cuenta con 5.400 millones de transistores, 4.096 núcleos neurosinápticos digitales distribuidos con sus correspondientes operaciones de memoria, computación y comunicación, y hasta 256 millones de sinapsis.

Hacia los 100 billones de sinapsis

Como bien sabéis, una sinapsis representa cada una de las uniones que se establecen entre esas células del sistema nervioso que son las neuronas. En la vida real se estima que un cerebro puede llegar a tejer 100 billones de enlaces de este tipo, ¡casi nada! Y ése es precisamente el objetivo que se ha marcado IBM. Si lo sigue perfeccionando, su sistema podría tener usos de gran calibre. Una réplica del cerebro humano, o al menos una estructura inspirada en él, se antoja ideal para avanzar en el manejo de grandes volúmenes de datos ahora que el Big Data está inundándolo todo. Podría asimilar la información, analizarla y otorgarle sentido en cuestión de segundos, y de manera mucho más inteligente también. Esto es, tomando decisiones por su cuenta.

Por algo nuestro cerebro es capaz de asumir tareas complejas, pensar, memorizar y mucho más. Así lo ve IBM. La compañía americana considera que el ecosistema de SyNAPSE “anticipa un cambio que acerca la computación a los datos, integra gran variedad de datos sensoriales, analiza contextualmente la información en tiempo real y ayuda a resolver la complejidad de los entornos del mundo real“. Puestos a imaginar, su desarrollo puede derivar en “novedosos sensores dirigidos por evento”, en “servicios cloud multimedia”, en “superordenadores neurosinápticos” o, por fin, en “sistemas que podrían eventualmente escalar a cien billones de sinapsis y más allá”.

Del mismo modo, se puede escalar hacia abajo. Los ingenieros de IBM ya han adaptado un sistema de 16 chips, 16.000 neuronas y 4.000 sinapsis para poner a prueba sus capacidades. “Este logro enfatiza el liderazgo de IBM en los momentos de transformación transcendental de la historia de la computación a través de la investigación a largo plazo en innovación orgánica”, señalan desde el propio gigante tecnológico, añadiendo que “anticipamos nuevas generaciones de sistemas de tecnologías de la información que complementen las actuales máquinas von Neumann, dotados de un ecosistema evolutivo de sistemas, software y servicios”.

Un consumo medido en milivatios

Para llegar al punto en el que ahora nos encontramos se han sucedido horas y horas de investigaciones y mejoras, con estudio del cerebro de otros animales incluido. Ya en 2009 nos hacíamos eco de este experimento, cuando IBM consiguió una simulación de la zona cortical del cerebro de un gato. Por aquel entonces también comenzó a cobrar forma el algoritmo que permite mapear las conexiones que se establecen entre las zonas cortical y subcortical humanas. Otro gran acontecimiento se produjo en 2011, al anunciarse un chip que podía procesar datos no estructurados y, a mayores, reaccionar según su entorno. Aunque los números eran bastante más discretos, quedándose en 2 núcleos con 256 nodos cada uno.

El año pasado, IBM introducía un ecosistema de software para programar chips con una arquitectura deudora del cerebro que distingue a las personas de otros seres vivos. Pero las cifras seguían sin explotar del todo. Además, el novísimo chip SyNAPSE destaca por limitar su consumo en plena actividad a tan sólo 70 milivatios mientras realiza operaciones “a tiempo real biológico”, de acuerdo con los cálculos que han aportado sus creadores. Esto supondría estar por debajo de la energía que requiere para funcionar la generación de microprocesadores actuales y en niveles muy similares a los de las baterías presentes en aparatos como los audífonos.

Todo ello empaquetado en un formato ínfimo, similar al de un sello, y tras haber aplicado un proceso de fabricación de 28 nanómetros en colaboración con la firma surcoreana Samsung. Sí, la misma que triunfa en el mercado de los smartphones. “Es un logro sorprendente utilizar el proceso tradicional utilizado en el ámbito de los dispositivos móviles de bajo consumo para conseguir un chip que emule el cerebro humano”, reconocen desde la propia Samsung.

Más allá de SyNAPSE

Pero sorprendente no significa imposible. Otros proyectos, más allá del superordenador en forma de chip de IBM, están intentando parir sistemas cognitivos. Por ejemplo, con su inequívoco nombre, el Human Brain Project de la mismísima Unión Europea se ha propuesto reproducir un cerebro para intentar comprender cómo actúan enfermedades que siguen siendo grandes desconocidas para la comunidad médica como el Parkinson y el Alzheimer.