Lernfähige Computer

Neuer Chip von IBM ahmt menschliches Gehirn nach

(Bild: IBM)

Forschern des Technologie-Konzerns IBM ist nach eigenen Angaben ein Durchbruch bei der Entwicklung eines "intelligenten" Chips gelungen. Dank einer komplett neuartigen Architektur könne der Chip in Grundzügen Fähigkeiten des menschlichen Gehirns nachbilden, teilte das Unternehmen am Donnerstag mit.

Die von Ingenieuren des IBM-Forschungszentrums Almaden in Kalifornien hergestellten Prototypen seien zum Beispiel in der Lage, das Computerspiel Pong zu spielen, die Zahlen 0 bis 9 zu "erkennen" und ein Auto aus einem Labyrinth zu navigieren, hieß es.

Sie sind zwar wie gewöhnliche Mikroprozessoren aus Silizium gebaut, ihre Architektur ist aber nicht linear, sondern den neurobiologischen Strukturen des menschlichen Gehirns nachempfunden. So sollen Grundfunktionen ermöglicht werden, die der menschlichen Wahrnehmung, dem Erkennen und dem Reagieren ähneln. Ziel ist es unter anderem, einen Computer zu entwickeln, der sensorische Daten aufnimmt, sie analysiert und sich darauf aufbauend dynamisch neu gestaltet und agiert.

Chips mit "Neuronen" und "Synapsen"
Im Unterschied zur traditionellen "Von-Neumann-Architektur", bei der programmierte Befehle sukzessive abgearbeitet werden, sollen Computer mit dem neuen Chip selbstständig Erfahrungen machen und "lernen" sowie Zusammenhänge selbst erkennen und Hypothesen bilden können. Künftig würden Anwendungen der Informatik immer anspruchsvoller, dass sie mit heutigen Mitteln nicht mehr effizient realisiert werden könnten, sagte Dharmendra Modha, Projektleiter des Instituts. Die neuen Prototypen läuteten eine neue Generation von Computern und Anwendungen in Wirtschaft und Wissenschaft ein.

Beide Prozessorkerne enthalten 256 "Neuronen", also eine Art Nervenzellen. Dazu hat der eine Testchip 262.144 programmierbare "Synapsen", also Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen. Der andere Chip hat 65.536 lernende Synapsen. Fernziel von IBM ist es, ein System mit zehn Milliarden Neuronen und 100 Billionen Synapsen zu schaffen.

Noch ein weiter Weg
Bis die Chips den Weg aus dem Labor in richtige Produkte finden, dürfte es noch zehn oder mehr Jahre dauern. Allerdings sei momentan nicht so wichtig, was die Chips machten, sondern wie sie es machten, sagte Giulio Tononi von der Universität Wisconsin, der mit IBM an dem Projekt arbeitete, gegenüber der Nachrichtenagentur AP. Ein Schlüsselmerkmal sei, dass die Chips sich an Informationstypen anpassen könnten, für die sie nicht ausdrücklich programmiert worden seien, sagte Tononi. Noch brauche es viel Arbeit, aber die ersten Schritte seien getan. Die Chips könnten also den Grundstein dafür legen, künftig "lernende Computer" zu entwickeln.

Das Forschungsprojekt "SyNAPSE" (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) ist ein Projekt des US-Verteidigungsministeriums. Wissenschaftler von IBM und Hewlett-Packard sowie des zu General Motors und Boeing gehörenden Forschungslabors HRL Laboratories wirken seit 2008 daran mit.