12 เมษายน 2553

Brain-on-a-Chip เมื่อสมองถูกนำไปอยู่บนชิพ (ตอนที่ 2)



เมื่อสัก 2-3 ปีที่แล้ว ได้เกิดกระแสความตื่นตัวในเมืองไทย เกี่ยวกับเรื่องของนาโนเทคโนโลยีเป็นอย่างมาก หน่วยงานให้ทุนต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย สภาวิจัยแห่งชาติ สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา เป็นต้น ล้วนแห่กันมาให้ทุนวิจัยทางด้านนี้กันยกใหญ่ นักวิจัยทั่วประเทศต่างแห่กันมาขอทุนทางด้านนี้ บ้างก็เปลี่ยนสาขาวิจัยทางด้านอื่น มาทำวิจัยทางด้านนาโนกันยกใหญ่เลยครับ ในช่วงเวลานั้น ผมก็เลยคิดว่าคงได้เวลาที่จะต้องออกจากสาขานาโน ไปหาอย่างอื่นทำดีกว่า และแล้วผมก็ฝ่ากระแสมาตั้งกลุ่มวิจัยเพื่อทำงานทางด้าน วิศวกรรมเลียนแบบธรรมชาติ (Biomimetic Engineering) เพราะเล็งเห็นว่า ศาสตร์ทางด้านนี้ต่างหากที่จะเป็นแนวโน้มใหม่ของโลก


ธรรมชาติมีเรื่องให้เลียนรู้ และนำมาวิศวกรรมเพื่อให้เกิดเทคโนโลยี หรือสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ ได้ และมันจะทำให้เราสร้างสิ่งใหม่ๆ แบบก้าวกระโดดด้วยครับ ลองคิดดูให้ดีสิครับว่า ธรรมชาติใช้เวลาสร้างเทคโนโลยีบนสิ่งมีชีวิตมานานเป็นพันล้านปี อารยธรรมมนุษย์ก็แค่หมื่นปีเท่านั้น แถมความรู้ทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ย้อนหลังไปแค่ไม่กี่ร้อยปีเอง จะสู้ธรรมชาติได้อย่างไร

โครงการหนึ่งที่น่าสนใจมากมีชื่อว่า SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) ซึ่งได้รับการสนับสนุนทางด้านเงินทุนจาก DARPA หน่วยงานสนับสนุนทุนวิจัยทางด้านกลาโหมของสหรัฐอเมริกา โครงการนี้เป้าหมายชัดเจนเป้าหมายเดียวคือ "เพื่อพัฒนาแนวทางใหม่ๆ ในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีสมบัติคล้ายระบบประสาท ให้มีความสามารถทัดเทียมกับระบบของสิ่งมีชีวิต" โดยหวังว่าโครงการนี้จะฝ่ากำแพงความรู้ เพื่อเข้าไปไขความลับการทำงานของระบบประสาท แล้วนำความรู้นี้มาใช้ในการพัฒนาสมองประดิษฐ์ ที่ทำงานทัดเทียมธรรมชาติ

คอมพิวเตอร์ที่เราใช้ทุกวันนี้ ทำงานได้เร็วมากๆ ในเรื่องของการคำนวณครับ แต่ถ้าหากใช้วิเคราะห์ปัญหาที่มีตรรกะสูง มีเงื่อนไขที่ซับซ้อน หรือมีข้อมูลแยกส่วนจำนวนมาก จะทำงานได้ช้ากว่าสมองชีวะมากๆ คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันแยกส่วนประมวลผล (CPU) ออกจากหน่วยความจำ (Memory) เวลาจะทำการประมวลผลอะไร ก็ต้องนำข้อมูลจากหน่วยความจำเข้ามา ผ่านบัสข้อมูล ดังนั้นหากมีจำนวนข้อมูลมากๆ ข้อมูลก็จะออกันอยู่บนถนนข้อมูล วิธีการที่ผ่านมาก็คือ ทำให้หน่วยประมวลผลมีความเร็วให้สูงขึ้น จนกระทั่งข้อมูลสามารถวิ่งเข้าออกได้ฉลุย อย่างไรก็ตาม หากข้อมูลมีความซับซ้อน และการประมวลผลมีตรรกะที่ซับซ้อนด้วย ก็จะทำให้ข้อมูลต้องวิ่งเข้าวิ่งออกมากขึ้น ก็อาจจะเกิดความแออัดของข้อมูลได้ แต่สำหรับสมองชีวะแล้ว เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จะเป็นทั้งหน่วยประมวลผล และหน่วยความจำในเวลาเดียวกัน ดังนั้นในการประมวลผลตรรกะต่างๆ แต่ละเซลล์จะได้รับงานที่แบ่งมาแล้วประมวลผล ส่งข้อมูลกันเป็นเครือข่าย เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มาจากการบูรณาการกัน

โครงการนี้อาจจะเป็นจุดเริ่มการปฏิวัติสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์เลยครับ .....

1 ความคิดเห็น:

  1. ไม่ระบุชื่อ15 เมษายน 2557 02:47

    แอบติดตามทุกความรู้เลยครับเป็นกำลังใจให้อาจารย์เขียนเรื่องใหม่ๆเรื่อยๆนะครับเป็นประโยชน์ยิ่ง

    ตอบลบ