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Investigadores crean un chip inteligente que puede aprender

Investigadores de la Universidad de Tennessee ha creado un chip para que las computadoras inteligentes puedan aprender usando circuitos reprogramables para simular la forma en que funcionan las neuronas de un cerebro.

Los cerebros tienen 100,000 millones de neuronas que procesan y transmiten información, y pueden calcular en paralelo a través de trillones de conexiones, lo que recibe el nombre de sinapsis.

Cada vez es más difícil reducir los chips que alimentan los PC y los dispositivos móviles, por lo que los investigadores están tratando de aplicar la estructura del cerebro a la informática. El sueño de crear microprocesadores inteligentes inspirados en el funcionamiento del cerebro, es por ello que están en desarrollo chips exóticos basados ​​en la estructura del cerebro. Algunos investigadores están haciendo microcontroladores de este tipo de componentes que se encuentran en los ordenadores de hoy en día.

Es el caso de unos investigadores de la universidad de Tennessee (Knoxville), quienes han fabricado un chip para ordenadores inteligentes que puedan aprender. Estos chips están estructurados para descubrir patrones a través de probabilidades y asociación, ayudando con la toma de decisiones. Este grupo está usando circuitos reprogramables llamados FPGA (Field Programmable Gate Arrays) para simular la forma en que funcionan las neuronas y las sinapsis en un cerebro. Estos circuitos se caracterizan por realizar tareas específicas y pueden reprogramarse fácilmente para otras aplicaciones.

Existe mucha cooperación entre los investigadores que se centran en chips que imitan al cerebro. A parte de IBM, quien ha desarrollado uno de los más notables llamado TrueNorth, la investigación de la computación neuromórfica también está en curso en la Universidad de Manchester, la Universidad de Heidelberg en Alemania, la Universidad de Standford y la Universidad de Zhejiang en China.

Redacción

 

IBM muestra el potencial de TrueNorth, su procesador de emulación cerebral

IBM se ha enfocado en el desarrollo de un equipo de cómputo capaz de ser tan decisivo e inteligente como un ser humano. Por el momento, ya ha logrado bastantes avances. De hecho, ha diseñado el chip TrueNorth, emula las funciones de un cerebro humano. La compañía está realizando pruebas para demostrar que la velocidad y la eficiencia de los chips pueden ser comparadas a las de los equipos actuales.

El gigante azul asegura que TrueNorth es capaz de participar en Deep Learning y tomar decisiones basadas en asociaciones y probabilidad. Además, puede hacerlo mientras consume una porción de la energía utilizada por otros chips en otras computadoras con el mismo propósito.

“Sus capacidades abrirán las posibilidades de incorporar la inteligencia a todo el mundo de la computación a través de smartphones, Internet de las Cosas, robots, automóviles, la nube o, incluso, la supercomputación”, ha expresado la organización en su blog oficial. A principios de año, la empresa ya probó el chip en el ordenador NS16e, siguiendo el modelo del cerebro. El equipo podía ser utilizado para imágenes, el habla y el reconocimiento de patrones a través de una red neuronal de unidades de procesamiento.

La mente humana tiene más de 100,000 millones de neuronas que se comunican entre sí mediante conexiones llamadas sinapsis.  La corteza cerebral es la responsable del reconocimiento visual mientras que las demás partes se encargan de la función motora. Al igual que el cerebro, NS16e tiene “neuronas digitales”, a menor escala, el procesador está equipado con 16 chips TrueNorth. Cada chip tiene un millón de neuronas y 256 millones de sinapsis. Así, la computadora ha rediseñado la memoria y la comunicación con los subsistemas para facilitar el procesamiento de datos de bajo consumo.

Según la tecnológica, el procesador puede clasificar datos de imágenes entre 1,200 y 2,600 fotogramas por segundo mientras consume solo de 25 a 275 milivatios. Además, puede identificar y reconocer los patrones de las imágenes generadas por unas 100 cámaras a 24 fotogramas por segundo. Puede hacerlo a través de un teléfono inteligente sin necesidad de recargar la batería en días.

El chip supondría un gran avance en cuanto a la energía y la eficiencia de los servidores actuales, que funcionan con chips convencionales como GPU, CPU y FPGA. Facebook, Google, Microsoft y Baidu usan deep learning para encontrar respuestas relacionadas con la formación de imágenes y el reconocimiento de voz.

El potencial de deep learning salta a la vista en los autos autónomos, los cuales utilizan potentes ordenadores para que el vehículo reconozca señales, carreteras u otros objetos. Por el momento, es pronto para ver todas las posibilidades de este chip. IBM comenzó el desarrollo en 2004 y simuló un modelo informático a escala del cerebro de un gato en 2009. Un prototipo de chip en el año 2011 tenía 256 neuronas digitales con capacidades de reconocimiento de patrones. Sin embargo, un equipo completo con un chip que emule toda la actividad cerebral tardará bastante en llegar.

Finalmente, la compañía está construyendo también un equipo de cómputo cuántico como opción para reemplazar a las PC y servidores actuales.

Agam Shah

 

IBM desarrollará computadoras que imiten las capacidades cerebrales

En la última versión del NS16e, el cual sigue su progreso. El sistema alcanza el mismo tipo de resultados obtenidos por los algoritmos de aprendizaje automático en las computadoras que realizan reconocimiento de patrones.

IBM quiere crear computadoras inteligentes que puedan llegar a tomar decisiones como si de una persona se tratara. Por ello, esta semana ha lanzado el NS16e, su última proyección en este ámbito. Sin embargo, desde la empresa reconocen que tienen aún grandes metas por delante.

En principio, la multinacional tiene pensado desarrollar varias versiones más grandes del NS16e para intentar igualar las complejidades de un cerebro humano. “Tal vez un día podamos ver un único rack de sistema Neurosynaptic con el mayor número de neuronas y conexiones posible”, ha dicho Jun Sawada, investigador de IBM.

Actualmente los esfuerzos que se realizan para imitar sistemas cerebrales están destinados a proporcionar una gran cantidad de datos de una manera más eficiente energéticamente que los actuales equipos de cómputo. Desde IBM creen que el NS16e puede procesar enormes cantidades de información mientras que consume la misma potencia que una tableta.

Esta nueva herramienta se basa en una arquitectura de chip avanzado llamado TrueNorth que puede retener la información y tomar decisiones basadas en los patrones descubiertos por medio de probabilidades y asociaciones. A través del uso de modelos de aprendizaje y algoritmos la computadora puede asociar datos tanto pasados como actuales con patrones y clasificaciones.

De alguna forma, el sistema alcanza el mismo tipo de resultados obtenidos por los algoritmos de aprendizaje automático en computadoras que realizan el reconocimiento de patrones. Por ejemplo, estos modelos se utilizan para reconocer objetos en imágenes y para los coches autónomos que reconocen peatones o señales de tráfico.

Sin embargo, la computadora de IBM se diferencia en que utiliza circuitos para aproximarse a la forma en que funcionan las neuronas y las sinapsis del cerebro. La compañía ha rediseñado las funciones de memoria, cálculo y comunicación para poder ser más eficientes en el procesamiento de datos.

“En nuestro cerebro, una cierta porción de la corteza es responsable del reconocimiento visual y otras partes son responsables de la función motora. El NS16e tiene algo similar. Puedes asignar al chip las funciones que lleve a cabo, partiendo de una gran red neuronal”, ha asegurado Sawada.

El NS16e tiene 16 chips TrueNorth que están interconectados en una malla, que asciende al equivalente de aproximadamente 16 millones de neuronas y 4 000 millones de sinapsis. Aun así, se trata de una escala muy inferior a la del cerebro humano, que tiene 100 000 millones de neuronas que se comunican a través de billones de conexiones.

“El sistema está todavía en evolución. Estamos creando continuamente nuevos algoritmos de aprendizaje y nuevas técnicas de generación de modelos”, ha expresado Sawada.

Redacción

Nuevo proyecto tiene como objetivo hacer “ingeniería inversa” al cerebro

El poder enseñar a las computadoras de la forma en que nosotros lo hacemos, es considerado como un paso importante hacia una mejor inteligencia artificial, pero es difícil de lograr sin una buena comprensión de la forma en que pensamos. Con esta premisa en mente, 12 millones de dólares son los que se invertirán, ya que se lanzó el proyecto el miércoles con el objetivo de hacer “ingeniería inversa” al cerebro.

Dirigido por Tai Sing Lee, profesor del Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad Carnegie Mellon y el Center for the Neural Basis of Cognition (CNBC), el proyecto de cinco años busca descubrir los secretos de los circuitos neuronales y de los métodos de aprendizaje del cerebro. En última instancia, el objetivo es mejorar las redes neurales, los modelos computacionales de uso frecuente para la inteligencia artificial en aplicaciones como las de los automóviles sin conductor, comercio automatizado además de reconocimiento facial y de voz.

“Las redes neuronales de hoy utilizan algoritmos que esencialmente fueron desarrollados a inicios de la década de los años 80”, afirmó Lee. “Con todo lo poderosas que son, no son aún lo suficientemente eficientes o poderosas como las que usa el cerebro humano”.

Una computadora podría necesitar que se le muestren miles de ejemplos etiquetados para aprender a reconocer un objeto, por ejemplo, mientras que un humano requeriría solo de unos cuantos.

Con el fin de averiguar a qué se debe esto se usará una técnica llamada microscopía de dos fotones para la obtención de señales de calcio. Los investigadores registrarán las señales de decenas de miles de neuronas individuales en ratones a medida que éstos procesan información visual.

“Mediante la incorporación de sensores moleculares para monitorear la actividad neuronal en combinación con sofisticados métodos ópticos, ahora es posible rastrear simultáneamente la dinámica neural de la mayoría, sino de todos, las neuronas dentro de una región del cerebro”, afirmó la miembro del equipo Sandra Kuhlman, profesora asistente de ciencias biológicas de Carnegie Mellon y CNBC.

Como resultado se tendrá un enorme conjunto de datos, que ofrecen una imagen detallada de cómo se comportan las neuronas en una región de la corteza visual, añadió.

El proyecto está financiado por la Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) a través de su programa de investigación Machine Intelligence from Cortical Networks (MICrONS), en la cual se trabaja para potenciar la BRAIN Initiative del presidente Obama.

El equipo liderado por la Universidad de Carnegie Mellon colaborará con otros proyectos relacionados y hará que varias grandes bases de datos se encuentren públicamente disponibles para los grupos de investigación en todo el mundo.

“La esperanza es que este conocimiento conducirá al desarrollo de una nueva generación de algoritmos de aprendizaje de máquina que permitirán a las máquinas de inteligencia artificial aprender sin supervisión y a partir de sólo algunos ejemplos, cosas que son características de la inteligencia humana”, afirmó Lee.

Finalmente, la IARPA se ha dado a la tarea de financiar otro proyecto, el cual se ha lanzado recientemente en Harvard y tiene un objetivo similar.

-Katherine Noyes, IDG News Service

Fallece Pat McGovern, fundador y presidente de IDG

Patrick McGovern
Patrick McGovern

Patrick J. McGovern, fundador y presidente de International Data Group (IDG) –del que forman parte las publicacionesComputerworld MéxicoPC World México y CIO México–, falleció ayer en el Hospital de Stanford en Palo Alto, California.

“Es una lamentable pérdida no sólo para los que hemos estado involucrados con IDG, sino para el mundo de los medios de comunicación dedicados a la tecnología. Afortunadamente a lo largo de casi 30 años, tuve la oportunidad de interactuar decenas de veces con Pat, que era como le gustaba que le llamaran, y él siempre mantenía la disposición de compartir sus conocimientos y experiencia. Él fue pionero y testigo de los de los vertiginosos cambios de esta nuestra industria tecnológica”, afirmó Ricardo Castro Romo, director general de Ediworld, compañía editorial a la que perteneceComputerworld México.

Por su parte, Walter Boyd, recientemente elegido como presidente de IDG, externó que “International Data Group ha perdido a un verdadero visionario, y la comunidad de TI ha perdido a uno de sus ciudadanos más excepcionales”.

“El mayor deseo de Pat fue que IDG hiciera del mundo un mejor lugar para vivir mediante el empleo de las tecnologías de la información. Él formó un singular ambiente de trabajo y un equipo de liderazgo sobresaliente, para asegurarse que la compañía que él creó siguiera creciendo y prosperando”, agregó Boyd.

Una carrera dedicada a las TI

Patrick Joseph McGovern, conocido como Pat, nació 11 de agosto 1937, en Queens, Nueva York, y pasó la mayor parte de su infancia en Filadelfia, Pennsylvania. Su carrera en el mundo editorial comenzó cuando él era un estudiante en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), al solicitar un trabajo de medio tiempo enComputers and Automation, la primera revista especializada en estos temas en Estados Unidos. Después de graduarse en Biofísica, fue nombrado editor asociado de esa publicación en 1959.

En 1964, con la industria de la computación aún en su infancia, McGovern fundó International Data Corporation (IDC), actualmente una subsidiaria de IDG, para proporcionar a la industria estadísticas oportunas y confiables sobre el mercado de tecnología de la información a nivel global. Tres años después, lanzóComputerworld, una publicación semanal dedicada a difundir información de esta industria.

Computerworld se convirtió en la principal publicación de IDG, y en 1972, McGovern comenzó a exportar el concepto, lanzando Shukan Computer en Japón. La franquicia de Computerworld México inició operaciones hacia 1993.

Durante 50 años, McGovern supervisó el lanzamiento de más de 300 revistas y periódicos de IDG y promovió la expansión de la red de IDG hasta incluir más de 460 sitios web, 200 aplicaciones móviles y 700 eventos en todo el mundo. Actualmente, las publicaciones de IDG se encuentran en 97 países, e incluyen títulos como CIO, CSO, Computerworld, GamePro, IDC, IDG Connect IDG TechNetwork, IDG World Expo, InfoWorld, Macworld, Network World, PC World y TechHive .

En 1992, McGovern estableció IDG Technology Ventures, una de las primeras empresas de capital riesgo en China. En reconocimiento a su gran contribución a la industria de la información y al capital de riesgo en ese país, fue galardonado con el Premio a la Inversión Internacional en China, primera vez que se otorgaba este reconocimiento a un inversionista extranjero. A lo largo de su vida, McGovern realizó 130 viajes a ese país asiático.

La investigación del cerebro, una de sus pasiones

El 28 de febrero de 2000, el MIT creó el Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro, que fue posible gracias a una donación por 350 millones de dólares realizada por McGovern y su esposa, Lore Harp McGovern. Ésta ha sido considerada como uno de las mayores contribuciones filantrópicas en la historia de la educación superior en Estados Unidos.

El matrimonio McGovern imaginó una institución cuyo principal objetivo fuera “el entendimiento del cerebro humano tanto en estado de salud como en enfermedad”. El Premio Nobel y profesor de biología en el MIT, Phillip A. Sharp, fue nombrado director fundador del Instituto, y Robert Desimone lo sustituyó en el cargo en 2004.

En 2011, se anunciaron planes para fortalecer la colaboración del Instituto con colegas en China mediante la creación de tres nuevos Institutos IDG-McGovern en la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Beijing y la Universidad Normal de Beijing .

“Pat y Lore nos inspiran con su pasión por entender el cerebro y ayudar a las personas que sufren por transtornos en ese órgano”, señaló Desimone. “Su contribución permitió que muchos estudiantes iniciaran carreras de investigación, ya que, de manera personal, Pat les animaba en cada descubrimiento importante. Se le extrañará mucho”.

Una vida de reconocimientos

En 2008, McGovern recibió el “Lifetime Achievement Award ‘Robert L. Krakoff’” de la American Business Media. Otros premios que le fueron otorgados incluyen el “Lifetime Achievement Award” de la Sociedad Americana de Editores de Publicaciones de Negocios (2004) y el “Top Innovator in Business Award” de la revista BtoB Media Business.

Otros de sus reconocimientos fueron “The James Smithsonian Medalla del Bicentenario” del Instituto Smithsonian, “El Empresario del Año”, otorgado por Ernst & Young, y el “Premio de Liderazgo Empresarial” del Foro Empresarial del MIT de Cambridge, Inc.

Cabe señalar que McGovern también fue miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias, miembro de la Corporación en el MIT, Presidente de la Junta del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro en el MIT, y director del Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica.

A Pat McGovern le sobreviven su esposa Lore y sus hijo Patrick Scott Early, Michelle Bethel y Dina Jackson, así como nueve nietos.