Forscher entwickeln neuronale CPU

Schon während meines Informatik-Studiums haben wir viel über das Potential von Neuronalen Netzen gelernt und auch erfolgreich auf kleinere Probleme angewandt. Dabei geht es darum, das Prinzip der Gehirnzellen auf die Informatik anzuwenden. Das bedeutet man programmiert künstliche Hirnzellen, die miteinander verbunden sind und bei Erreichung eines Schwellwertes “feuern” und somit die nächste Zelle aktivieren. Am Ende erhält man dann anhand der feuernden Zelle einen Wert und damit ein Ergebnis. Dieses Prinzip funktioniert bei verschiedenen Szenarien wie die Schrift- oder Gesichtserkennung überraschend gut, sodass in der Informatik viel Augenmerk auf dieses Gebiet gelegt wird. An der folgenden Abbildung kann man die Funktionsweise einer Hirnzelle sehr schön erkennen. Es gehen verschiedene Leitungen in die Zelle, darauf befinden sich die Synapsen, die ab einem bestimmten Wert den elektrischen Strom durchlassen. Dadurch entsteht am Ausgang dann ein Signal, dass im Neuronalen Netz an die nächste Zelle weitergeleitet wird.

Für jedes Neuronale Netz ist eine Lernphase notwendig, bei der die Synapsen trainiert werden, sodass diese irgendwann nur bei den richtigen Eingangswerten feuert und am Ausgang ein Signal anliegt. So kommt es dann, dass ein komplexes Netz an den Ausgängen für jeden Eingabewert die entsprechenden Ausgabewerte liefert. Bei Bonitätsprüfungen für Kreditanfragen werden meist auch Neuronale Netze eingesetzt. Für die bestimmten Eingaben, wie zum Beispiel Familienstand, Alter, Beruf usw. liefert das Netz dann entweder ja oder nein für die Kreditgewährung. Folgende Grafik zeigt ein Neuronales Netz. Links sehen wir die diversen Eingänge, die für die Eigenschaften des Antragsstellers stehen könnten. Rechts sehen wir den Ausgang dieses Netzes. Entweder es liegt dort ein Signal an und der Antrag wurde akzeptiert oder eben nicht. So funktionieren im Groben solche Neuronalen Netzes und Ihr könnt Euch sicher vorstellen, dass man dieses Prinzip auf so ziemlich jedes Problem anwenden kann.

Kommen wir aber zum eigentlichen Thema zurück.
Momentan arbeiten Forscher nämlich an einem Prozessor, der nach dem Prinzip eines neuronalen Netzes funktionieren soll, also nach dem Prinzip des menschlichen Gehirns. Dieser Prozessor soll dann selbstständig lernen und somit leistungsfähiger als bisherige Prozessoren sein. Dabei werden über 50 Millionen Synapsen mithilfe von Transistoren und Kondensatoren wie obiges Beispiel zeigt nachgebildet und miteinander verbunden. Das sind dann zwar nur der Bruchteil von denen die sich im Gehirn befinden, allerdings erhofft man sich davon schon viele Rückschlüsse auf das Lernverhalten im Gehirn um dann später noch leistungsfähigere CPUs zu entwickeln. Was diese Prozessoren dann wirklich im Stande sind zu leisten, wird sich noch zeigen. Ich bin jedoch sicher, dass damit ein neues Zeitalter von Computern anbrechen wird und ich bin sehr gespannt wohin sich das Ganze entwickelt.