Một nơ ron thần kinh trong não bộ con người có sức mạnh điện toán phức tạp cỡ nào?

Khối óc của con người rất rất khác so với những con chip bán dẫn bên trong mỗi bộ vi xử lý máy tính. Đơn giản thôi, nguồn năng lượng của khối óc đến từ lượng máu dẫn lên, còn với vi xử lý thì là nguồn điện cấp vào. Nhưng dĩ nhiên điều đó không thể ngăn cản các nhà khoa học so sánh hai thứ đó với nhau. Như Alan Turing từng nói vào năm 1952: “Chúng ta không cần quan tâm cái thực tế rằng bộ não con người trông như một bát cháo nguội.” Nghe hơi rùng mình, nhưng ý của Turing rất đơn giản, kết cấu ra sao không quan trọng, mà quan trọng là khả năng tính toán.
Ngày nay, những hệ thống trí thông minh nhân tạo phức tạp nhất đều được ứng dụng một công nghệ machine learning có chiều sâu, gọi là deep learning. Những thuật toán được triển khai bằng cách phân tích một khối lượng dữ liệu khổng lồ thông qua những lớp kết nối dày đặc, gọi là deep neural network. Giống hệt như cái tên, các nhà khoa học và nhà nghiên cứu hiện tại mô phỏng cách bộ não con người hoạt động và học tập hàng ngày để tạo ra trí thông minh nhân tạo. Hoặc, chí ít, đó là những gì các nhà thần kinh học hiểu về nơ ron thần kinh suốt từ những năm 1950, khi mô hình perceptron được khai sinh. Nhưng kể từ đó, hiểu biết của con người về mức độ phức tạp về mặt điện toán của một nơ ron thần kinh đơn lẻ đã được mở rộng hơn rất nhiều.
Một nơ ron thần kinh trong não bộ con người có sức mạnh điện toán phức tạp cỡ nào?

Thực tế là, một nơ ron thần kinh trong não bộ con người phức tạp hơn rất nhiều so với một node của deep neural network trong các hệ thống deep learning. Nhưng phức tạp hơn cỡ nào?
Để trả lời câu hỏi ấy, ba nhà khoa học David Beniaguev, Idan Segev và Michael London thuộc đại học Jerusalem, Israel đã tiến hành mô phỏng, huấn luyện một hệ thống deep neural nhân tạo bắt chước cách một nơ ron sinh học vận hành. Kết quả cho thấy, để mô phỏng được độ phức tạp của một nơ ron thần kinh, thì máy móc phải hình thành từ 5 đến 8 lớp “nơ ron nhân tạo” hoạt động kết nối với nhau một cách chặt chẽ.
Chính các tác giả của công trình nghiên cứu này cũng không lường trước được mức độ phức tạp như vậy. Ông Beniaguev cho rằng, ban đầu họ nghĩ chỉ cần từ 3 đến 4 lớp neural network là đủ ghi nhận lại sức mạnh điện toán của một nơ ron riêng lẻ.

Timothy Lillicrap của DeepMind, đơn vị nghiên cứu AI thuộc Google cho rằng, phát hiện mới này có thể sẽ thay đổi lối suy nghĩ về cách một nơ ron thần kinh vận hành, trong bối cảnh nghiên cứu trí thông minh nhân tạo. Lối suy nghĩ đơn giản nhất giữa trí thông minh nhân tạo và trí thông minh con người là cách chúng xử lý thông tin chiều đến. Cả hai loại nơ ron này đều nhận tín hiệu đầu vào, và dựa vào dữ liệu đó để xác định xem có gửi tín hiệu tới nơ ron khác hay không. Đối với trí thông minh nhân tạo, chỉ cần một phép tính là có thể đưa ra kết luận, nhưng với nơ ron sinh học, mọi thứ phức tạp hơn nhiều.
Các nhà thần kinh học đã sử dụng hàm input-output để dựng mô hình mối tương quan giữa dữ liệu chiều đến, được một nơ ron thần kinh sinh học nhận được thông qua những chuỗi “rễ” dài, gọi là dendrites, và quyết định gửi tín hiệu thông tin ấy cho những nơ ron thần kinh khác.
Hàm tính toán này là chìa khóa căn bản để con người mô phỏng mức độ phức tạp của một nơ ron thần kinh đơn lẻ trong não bộ. Các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng việc mô phỏng quy mô lớn chức năng nhận và chuyển dữ liệu của hai nơ ron thần kinh nằm ở đầu và cuối một chuỗi dendrite trên vỏ não của chuột. Sau đó họ chuyển mô phỏng này vào một deep neural network với tối đa 256 nơ ron nhân tạo mỗi lớp. Rồi sau đó họ tăng số lớp deep neural này cho tới khi máy tính mô phỏng chính xác 99% theo từng mili giây cái cách nơ ron thần kinh tự nhiên tương tác, nhận và gửi tín hiệu thông tin. Họ phát hiện ra rằng, để mô phỏng chính xác cách 1 nơ ron tự nhiên hoạt động, máy tính phải tạo ra từ 5 đến 8 lớp deep neural network, nhân với 256 nơ ron mỗi lớp, là cần ít nhất 1000 nơ ron nhân tạo để mô phỏng 1 nơ ron tự nhiên.

Đôi khi con số chỉ được thể hiện ở mức tương đối. Michael London cho rằng: “Mối quan hệ giữa số lớp nơ ron nhân tạo và mức độ phức tạp của hệ thống chưa rõ ràng.” Không thể xác định một cách tuyệt đối, rằng cần 1000 nơ ron nhân tạo để mô phỏng 1 nơ ron tự nhiên đồng nghĩa với việc bộ não con người hoạt động phức tạp hơn 1000 lần so với máy móc. Chắc chắn sẽ tới lúc, một nơ ron đơn lẻ trong hệ thống trí thông minh nhân tạo sẽ mô phỏng được 1 nơ ron trong bộ não con người, nhưng điều đó cần rất rất nhiều thời gian và dữ liệu để máy móc học một cách hiệu quả.
Bản thân cuộc nghiên cứu này của người Israel cũng mở ra được nhiều khám phá và nền tảng mới cho những nghiên cứu AI trong tương lai. Vài người khác thì cho rằng, vì kết quả nghiên cứu này, các nhà thần kinh học cũng nên tập trung nghiên cứu sức mạnh của một nơ ron thần kinh đơn lẻ trong chuỗi kim tự tháp.
Theo Quanta Magazine

so sánhainghiên cứukhoa họcmô phỏngnão bộthần kinh họctrí thông minh nhân tạoneural network

TIN LIÊN QUAN

Nvidia ra mắt CPU Parker 1.5 teraflops dành cho hệ thống deep learning trên xe tự lái

Còn nhớ tại triển lãm CES hồi đầu năm, Nvidia đã giới thiệu nền tảng PX2, trang bị 2 bộ vi xử lý Parker và 2 GPU kiến trúc Pascal nhằm hỗ trợ các ứng dụng deep learning, hướng tới cuối cùng là trang bị cho xe tự lái. Bây giờ họ chính thức cho ra

Trí tuệ nhân tạo, deep learning, machine learning là gì?

Trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence - AI) giờ xuất hiện ở khắp mọi nơi. Nó là thứ được sử dụng để trả lời email tự động trên Gmail, học cách lái xe cho chúng ta ngồi chơi, sắp xếp lại ảnh của những chuyến đi chơi thành từng album riêng biệt,

DLSS mới là công nghệ đáng được quan tâm nhất trên RTX

Như các bạn đã biết, dòng nhân xử lý họa mới của NVIDIA được đặt tên RTX thay vì GTX như trước kia, với kí tự “R” tượng trưng cho Real-time ray tracing – công nghệ đặc trưng của thế hệ nhân đồ họa này. Chỉ cần xem một video giới thiệu như Project

Thử tính năng "làm mờ nhoè bối cảnh" (xoá phông giả lập) trên điện thoại Xiaomi Mi A1

Mình chụp thử bộ ảnh bằng tính năng 'làm mờ nhoè bối cảnh' (xoá phông giả lập) bằng chiếc điện thoại Xiaomi Mi A1. Đây là chiếc điện thoại tầm trung, giá hơn 5 triệu đồng nhưng được Xiaomi gọi là flagship của họ, với hai camera cùng độ phân giải

Start-up nhận 45 triệu USD nhờ tìm ra loại thuốc mới bằng Deep Learning

Được thành lập từ năm 2012, Atomwise là start-up ứng dụng công nghệ Deep learning để rút ngắn quá trình khám phá ra các loại thuốc mới. Mới đây, trong vòng gọi vốn tối ưu hóa (Series A), công ty này đã gọi vốn thành công 45 triệu USD từ quỹ

Framework AI của Facebook gần như sẵn sàng được tung ra ngoài thị trường

PyTorch là một deep learning platform cho tất cả mọi thứ từ nghiên cứu phát triển các mẫu prototype đến khâu triển khai sản xuất. Nó có cung cấp một hybrid front-end, distributed training, tích hợp với Python và một hệ sinh thái của các tools và

Machine learning và công nghệ trí tuệ nhân tạo khác nhau thế nào?

Thuật ngữ “machine learning” gần đây xuất hiện ngày một phổ biến đại diện cho một lĩnh vực khoa học máy tính, nhằm mục đích tạo ra cho các cỗ máy khả năng tự học các thông tin, kỹ năng mà không cần sự lập trình chính xác từ con người. Nhiều người

Deepfake là gì ? Tại sao có thể giả giọng, mặt người thân để lừa đảo ?

Deepfake là một kỹ thuật sử dụng trí tuệ nhân tạo để tạo ra những hình ảnh, video hoặc giọng nói giả mạo một cách trông rất chân thực. Nó là kết quả của việc sử dụng một loại kỹ thuật machine learning được gọi là mạng đối nghịch chung (GANs).

THỦ THUẬT HAY

Tổng hợp tất cả các phím tắt trong Word

Sử dụng phím tắt trong Word sẽ giúp bạn thao tác và xử lý văn bản trên Microsoft Word nhanh hơn, tiết kiệm được nhiều thời gian hơn.

Những tính năng ẩn trên iOS 10 mà Apple chưa từng công bố

Bên cạnh những tính năng mới được công bố cho người dùng thì iOS 10 còn sở hữu hàng loạt tính năng ẩn hay ho khác mà bạn không thể bỏ qua.

Hướng dẫn chi tiết cách truyền dữ liệu từ giả lập NoxPlayer sang máy tính

Là một trong những giả lập Android đang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, NoxPlayer đang góp sức rất nhiều trong việc giúp người dùng chơi game hoặc sử dụng các ứng dụng, phần mềm Android trên máy tính mà không cần

Tải nhanh phần mềm convert PDF của iSkysoft có bản quyền

Giá thương mại của iSkysoft PDF Converter là 59,95 USD. Phần mềm này hỗ trợ chuyển đổi file PDF sang các định dạng thông dụng khác như: Word, Excel, PowerPoint, EPUB, HTML, TXT, RTF để dễ dàng chỉnh sửa hay trích xuất

Hướng dẫn tạo ID Apple không cần thẻ tín dụng đơn giản, dễ thực hiện

ID Apple là tài khoản bắt buộc phải có khi bạn sử dụng các thiết bị của Apple. Vậy làm thế nào để tạo tài khoản Apple ID khi không có thẻ tín dụng (Visa, Mastercard)?

ĐÁNH GIÁ NHANH

Đánh giá chi tiết TOP 10 Smartwatch đáng mua nhất 2023: Ngon - Bổ - Rẻ

Trong thời đại hiện nay, với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của công nghệ số, nhu cầu sử dụng các thiết bị hiện đại của con người càng tăng cao. Đồng hồ giờ đây không chỉ đơn thuần là một công cụ đo thời gian, mà nó

Đánh giá TECNO Camon CX: Chiếc điện thoại nhiều tiềm năng ở phân khúc 5 triệu đồng

TECNO Camon CX là một cái tên khá xa lạ với nhiều người, nhưng đây là chiếc điện thoại có rất nhiều tiềm năng ở phân khúc giá 5 triệu đồng. Trong đó, nổi bật nhất là thiết kế với các màu sắc trẻ trung và bộ camera

Trên tay Leica CL: máy ảnh APS-C 24MP, có EVF, giá 66,9 triệu đồng

Nhân tiện khai trương Leica Boutique đầu tiên tại Hà Nội, Leica cũng đồng thời mang chiếc máy compact mới được giới thiệu là CL về Việt Nam. Đây là máy ảnh compact mới nhất của hãng, sử dụng cảm biến APS-C với độ phân