Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Profesörü Gunnar Tufte, geleceğin bilgisayarlarının insan beyninin tasarımına ve işlevine benzer şekilde tasarlanabileceğini söylüyor.
Beynimizin çalışma şeklinden esinlenerek bilgisayar üretmek
Bilgisayarlarımızın vazgeçilmez parçaları olan mikroişlemcileri daha ne kadar geliştirilebiliriz bilemiyoruz, belki de geliştirilebilecek en verimli mikroişlemcilerin sınırına ulaşmak üzereyiz. Gunnar Tufte ise bilgisayar üretimi konusunda insan beyninden ve nanoteknolojiden ilham alan yeni bir fikir ortaya atıyor.
Gunnar Tufte bir bilgisayar teknolojileri profesörü ancak araştırmaları kendisini tamamen farklı bir yöne götürmüş. Kendisi şu anda yarının bilgisayarlarının hangi yolla üretilmesi gerektiğini nörobilim ve fizikten ilham alarak yeniden masaya yatıran bir projenin başında.
Tufte’ye göre bilgisayarlar modern dünyanın bir mucizesi fakat onların da transistörlerinin artık ömürlerini tüketmek üzere olduğunu ve yeni teknolojilere ihtiyaç duyulduğunu belirtiyor.
“Bilgisayar teknolojisini yeniden masaya yatırmanın zamanı geldi. Teorik olarak bilgisayarlar hala 60-70 yıl önce nasıl üretiliyorlarsa öyle üretiliyorlar.” diyor Tufte.
Tufte insan beyninin yapısının, gelecekteki bilgisayarların mimarisinde etkili olabilecek özellikleri olduğuna inanıyor; kendi kendini düzenleme ve alışılagelmişten farklı bir oluşum biçimine sahip olma.
Bu fikri, teknoloji ve biyolojinin karışımı olan insansı bir bilgisayar olarak düşünmeyin.
50 yılı aşkın bir süredir mikro işlemcilerin hızı iki yılda bir ikiye katlanıyor. Tufte, bu olağan üstü gelişim hızının artık mümkün olamayacağına inanıyor. Bileşen sayısını azaltmak bilgisayarların hata oranını yükseltirken bileşen sayısını artırmaksa gereken enerjiyi yoğunlaştırıyor. Tipik bir veri merkezi 40.000 hane kadar enerji harcıyor. Ayrıca makinelerin karmaşıklığı arttıkça üretim maliyetleri de artıyor.
İnsan Beynine Bakış
Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi profesörü, insan beyninin bilgisayarların sahip olması gereken özellikleri barındırdığını düşünüyor.
“Beyin, farklı kısımları istikrarlı olmasa bile bir bütün halde istikrarlı bir şekilde çalışmaya devam eder, çok az enerji gerektirir ve kendi kendini organize edebilen süreçleri işleyebilir. Sinir ağlarının bu gibi özelliklerini bilgisayarlara aktarmayı başarabilirsek bilgisayar üretiminde çığır açabiliriz.” diyor.
Tufte, insan beyninin bilgisayarlarla birçok benzer görevi yerine getirdiğini belirtiyor; her ikisi de bilgi işliyor, kontrol gerçekleştiriyor ve hafızaya sahip. Tüm bu benzerliğe karşılık, beynin ve bilgisayarların yapıları birbirinden tamamen farklı. Beyin hücreleri kendi kendilerine organize oluyor, kendi mimarilerini oluşturuyor ve herhangi bir plan olmadan sürekli birbirleriyle ve çevreleriyle uyum içindeler.
“Bir hücre, hem inşa edilen hem de inşa edendir. Sinir ağlar oldukça karmaşıktır fakat özünde basit bir mantık yatar: Organizma, çevresine ve dünyaya uyum sağlar. Biz makineleri ürettiğimizdeyse durum bunun tam tersidir.” diyor. “Parçaları büyük bir hassasiyetle tasarlanan ve üretildikten sonra oldukça büyük bir plana göre bir araya getirilen bilgisayarlar üretiyoruz. Yani aslında makine daha en başından karmaşık ama bu karmaşıklıkla tezat olarak kendini geliştirebilme yeteneğine sahip değil.”
Öğrenme Sanatı
Yeni bir görevi yerine getirebilmek veya diğer teknolojileri yakalamak için bilgisayarları en baştan programlamamız gerekirken beyin, öğrenme yeteneğine sahip.
Bu tür bir bilgisayar üretmenin bugünün makinelerinde kullanılandan tamamen farklı bir donanıma ihtiyaç duyacağını ve bu fikrin, Norveç Araştırma Konseyi tarafından kısmen finanse edilen, 2022’de tamamlanacak 5 yıllık bir araştırma projesi olan SOCRATES’te çalışıldığını söylüyor.
Nano mıknatıslar bu konuya bir yaklaşım sunabilir
“Mıknatısların yapımı ve ölçeklemesi oldukça kolaydır çünkü çok az enerji gerektirirler. Böylece kendi kendini organize etme yeteneğiyle bileşenlere tek tek bağlı kalmıyoruz. Bir veya birden fazla bileşen farklılık gösterse de sonuç yanlış olmuyor.”
Nano mıknatıslara zaten sahibiz
Nano mıknatıslar Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Nanolab'da üretildi ve Tufte, grubuyla birlikte mıknatısların nasıl kendiliğinden organize bir şekilde davranabileceğine dair simülasyonlar yapıyorlar.
Araştırmacılar ETH Üniversitesi (İsviçre), Sheffield Üniversitesi, Ghent Üniversitesi, Oslo Metropolitan Üniversitesi ve York Üniversitesi’nden meslektaşlarıyla işbirliği içinde. Tufte, silikon esaslı çiplere alternatif bulma amacıyla yürütülen araştırmaların finanse edilmesine olan ilginin son 5-6 yılda arttığını söylüyor. Uluslararası alanda güncel araştırmalar, karbon nanotüplerin ve çeşitli moleküler çözeltilerin kullanılmasını içeriyor.
Küçük Hataları Yok Sayıyor
Peki donanımın başarısız olmasına izin verilirse sonuç nasıl doğru olabilir?
“Boyutu küçültüp, bileşenleri azalttığınızda hatalar artıyor. Dolayısıyla bu durumu, hataları tespit edebilen bir teknolojiyle telafi etmek zorundasınız. Bir noktaya geldiğinizde, hataları düzeltmekten çok onları tespit etmeye yarayan kaynaklar kullandığınızı göreceksiniz. Beynin, tek bir beyin hücresinin güvenilir olup olmadığına bağlı olmayan, bağımsız bir kendi kendini organize etme yeteneği vardır. Bunu bilgisayarlarda gerçekleştirmeyi denemeliyiz.” diyor Tufte.
Tufte, bugünün bilgisayarları daha güçlü olmasa bile dünyanın kesinlikle çok büyük bir kaybı olmayacağını, ancak daha verimli bilgisayarlar geliştirmenin her şeyden önce çevresel sonuçları olduğunu söylüyor.
“Bu teknolojiyle gezegenimizi mahvetmenin önüne geçebilirdik. Ancak ekonomi ve politika üzerindeki etkisi çok büyük olurdu. Bilindiği gibi artık her şey büyümeyi arttırmayı amaçlıyor. Şahsen, büyüme durursa bu bir avantaj olurdu. Tüketimi azaltmak zorundayız ”diyor Tufte.
Çeviren: Sueda Tutku Yanık