Ο υπερυπολογιστής «Aurora 21» θα χαρτογραφήσει τον ανθρώπινο εγκέφαλο μέσα στο 2021

Ο υπερυπολογιστής «Aurora 21» θα χαρτογραφήσει τον ανθρώπινο εγκέφαλο μέσα στο 2021

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα αποτελέσματα θα μας δώσουν μεγαλύτερες γνώσεις για την ανθρώπινη ψυχολογία, τη σκέψη, τη μάθηση και τη συμπεριφορά και θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα κάθε είδους καταστάσεις, όπως ο αυτισμός και η σχιζοφρένεια

Μεταξύ των αυτιών σας βρίσκεται ένα θαύμα της φύσης, με περισσότερες συνδέσεις απο όσα αστέρια έχει ο γαλαξίας μας. Στο παρελθόν, η ιδέα της χαρτογράφησης του συνδετικού – ή των διασυνδεδεμένων νευρωνικών οδών του εγκεφάλου (η λευκή ύλη), θεωρήθηκε αδύνατη. Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων σχεδιάζει να κάνει ακριβώς αυτό. Πως; 

Σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν έναν επερχόμενο υπερυπολογιστή με τεράστια ισχύ. Σε περίπτωση επιτυχίας, θα μπορούσε να αποτελέσει ένα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματα στην ιστορία της επιστήμης. Και αυτό είναι μόνο ένα από τα πλάνα που σχεδιάζουν οι επιστήμονες τους Εθνικού Επιστημονικού Εργαστηρίου Argonne, με τον υπερυπολογιστή Aurora 21 (A21).

Η Intel, η IBM και άλλοι τεχνολογικοί γίγαντες συνεργάζονται επί του παρόντος για να δημιουργήσουν αυτόν τον απίστευτο υπολογιστή που θα εκτελεί ταυτόχρονα εκατομμύρια λειτουργίες. Αυτός θα είναι ο πρώτος υπερυπολογιστής exascale στις ΗΠΑ και η λειτουργία του θα γίνει μέσα στο 2021.

Αρχικά, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) ανέφερε ότι το αρχικό πλάνο ήταν να ξεκινήσει να λειτουργεί το 2023 αλλά όταν η Κίνα ανακοίνωσε ότι ό δικός της υπερυπολογιστής ξεκίνησε την λειτουργία του μέσα στο 2020, αποφάσισε να επισπεύσει τις διαδικασίες.

Το A21 θα έχει υπολογιστική ισχύ ενός exaflop. Οι ΗΠΑ, η Ιαπωνία και η Κίνα βρίσκονται σε συνεχή ανταγωνισμό, με την Κίνα προς το παρόν να έχει το κορυφαίο μοντέλο με την ονομασία «Sunway TaihuLight» στην πόλη Βούξι. Λειτουργεί με 200 εκατομμύρια δισεκατομμύρια petaflops. Το Aurora 21 θα το ξεπεράσει κατά πολύ και αυτή τη στιγμή κατασκευάζεται στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne στο Lemont του Ιλλινόις.

Σύμφωνα με το Science Magazine , «η IBM και ο συνεργάτης της NVIDIA, οι κατασκευαστές του άλλου υπευπολογιστή με την ονομασία «Summit», έχουν επικεντρωθεί στο να «παντρέψουν» κεντρικές μονάδες επεξεργασίας (CPU) με γραφικές μονάδες επεξεργασίας, οι οποίες είναι ταχύτερες και πιο αποτελεσματικές για υπολογισμούς και που θα εμπλέκονται σε πολύπλοκες οπτικές προσομοιώσεις.

 Η Intel και η Cray, εν τω μεταξύ, στοχεύουν εδώ και πολύ καιρό στο να αυξήσουν τον αριθμό των «πυρήνων» της CPU που λειτουργούν παράλληλα ώστε να δημιουργούν γρήγορες συνδέσεις μεταξύ τους.

Αξονικές νευρικές ίνες σε πραγματικό εγκέφαλο

Ο «A21» αναμένεται να κοστίσει εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια και θα καταλάβει ένα τέταρτο στρέμματος γης, θα χρειαστεί χιλιάδες χιλιόμετρα καλωδίων ενώ αναμένεται να καταναλώνει τόση ισχύ που θα ήταν ικανή να φωτίζει καθημερινώς μια πόλη 50.000 κατοίκων. 

Υπάρχουν ήδη πολλά έργα τα οποία βρίσκονται στα σκαριά με την χρήση αυτού του υπερυπολογιστή, εκτός από τη χαρτογράφηση των νευρικών συνδέσεων του εγκεφάλου. Αυτά θα περιλαμβάνουν την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ρέουν τα αέρια κατά την καύση, το πώς σχηματίζονται οι γαλαξίες και το πώς αντιδρά το πλάσμα σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης. Ο A21 θα προβλέπει επίσης με ακρίβεια τον καιρό και θα προβλέπει το πώς θα αντιδράσουν τα νέα φάρμακα μέσα στο σώμα. 

Ο νευροεπιστήμονας Narayanan ”Bobby” Kasthuri θα είναι ένας από τους επιστήμονες που θα πάρει μέρος στην χαρτογράφηση του εγκεφάλου μας, ένας εγκέφαλος που περιλαμβάνει περίπου 100 εκατομμύρια νευρώνες. Αυτό θα γίνει με τη συγκέντρωση εκατομμυρίων δισδιάστατων εικόνων με σκοπό της δημιουργία μιας τρισδιάστατης εικόνας της λευκής ύλης του εγκεφάλου. Ο Kasthuri και οι συνεργάτες του σχεδιάζουν μάλιστα να χαρτογραφήσουν αρκετούς εγκεφάλους και όχι μόνο έναν.

Δεν ξέρουν πόσο θα διαφέρει ο ένας εγκέφαλος από τον άλλο, όμως θεωρούν πως θα διαπιστώσουν τις διαφορές μεταξύ των ηλικιακών ομάδων. Οι ερευνητές πιστεύουν επίσης ότι τα αποτελέσματα των ερευνών με βάση τον υπερυπολογιστή, θα μας δώσουν μεγαλύτερες γνώσεις για την ανθρώπινη ψυχολογία, τη σκέψη, τη μάθηση και τη συμπεριφορά και θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα κάθε είδους καταστάσεις, όπως ο αυτισμός και η σχιζοφρένεια.

Για να ακούσετε την ανακοίνωση από το DOE για τη δημιουργία αυτού του υπερυπολογιστή, κάντε κλικ εδώ:

vradini.gr,2 Ιανουαρίου 2021