Aarhus-forskere vil bygge kunstig hjerne via gennembrud inden for spintronik

Forskere fra Aarhus Universitet har netop modtaget 33 mio. kr. (4,4 mio. euro) fra det prestigefyldte EU-rammeprogram Future and Emerging Technologies (FET) til et projekt, der kan få vidtrækkende konsekvenser for fremtidens computerteknologi.

Målet er at udvikle et neuromorfisk computersystem (NCS) som ny kunstig intelligens-hardware (AI hardware), der kan rammesætte AI software i et fysisk system, der er bygget som en menneskehjerne.

Et sådant setup har potentiale til at forbedre ydelsen af selv topmoderne computersystemer med op til 100.000 gange.

”En række nylige videnskabelige gennembrud inden for spintronik har medført, at vi i dag mener, at vi er i stand til at skabe en kunstig hjerne; et neuromorfisk computersystem, der efterligner hjernens synapser og neuroner i et neuralt netværk, der giver helt nye muligheder inden for eksempelvis kognitiv computing,” siger ekspert i integreret elektronik, lektor Farshad Moradi fra Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet.

Projektet, der går under navnet SpinAge, koordineres af netop lektor Farshad Moradi, og sammensætter et stærkt, internationalt hold af forskere, der skal udvikle et unikt, skalerbart og særdeles energieffektivt NCS som proof-of-concept.

”Visionen er at udvikle et neuromorfisk computersystem ved hjælp af synaptiske neuroner implementeret i spintronik. En nedefra-og-op-tilgang fra design og implementering af nano-skala spintroniske komponenter til storskala integration, der aldrig før er blevet gjort,” tilføjer han.

Projektet vil gøre fuldstændigt op med den normale måde at bygge computere på via integrerede kredsløb og i stedet anlægge en ny hardware-strategi, der udelukkende fokuserer på hjernens opbygning med neuroner, synapser og neurale netværk. 

”Vores hjerner fungerer fundamentalt anderledes end traditionelle computersystemer. Man har allerede udviklet forskellige former for hjerne-inspirerede processorer, eksempelvis IMBs TrueNorth og Intels Loihi, men vi sigter på mere end bare processorerne. Vi vil bygge en helt ny form for system, en helt ny samlet platform, der ligesom hjernen kan udføre ekstremt komplicerede funktioner meget hurtigt og med meget lille energiforbrug,” siger Farshad Moradi.

Der er således tale om en helt ny teknologi, der radikalt kan ændre den måde, computere fungerer på.

Særligt energiforbruget er af stor interesse, for det anses som den væsentligste barriere for fremtidens kunstige intelligens. Og det er netop grunden til, at man vil kopiere opbygningen af den menneskelige hjerne, da den besidder enorm regnekraft, men forbruger ganske lidt energi.

Målet med projektet er, at mindske energiforbruget i moderne computersystemer med mindst en faktor 100.

”På det seneste er der gjort meget for at udvikle hjernelignende computersystemer, AI-systemer udviklet på GPU’er eller CPU’er, og som bruges til forskellige ting, f.eks. robotter, autonome systemer osv. Men der er stadig et stort spring i processorkraft fra sådanne systemer til den menneskelige hjerne i forbindelse med eksempelvis kognitive opgaver. Gennem dette projekt vil vi forsøge at lukke afstanden,” siger lektor Farshad Moradi.

Projektet løber fra okt. 2020 til okt. 2024

Projektets partnere er: Aarhus University (Denmark), Politechnico de Milano (Italy), International Iberian Nanotechnology Laboratory (Portugal), NanOsc AB (Sweden), Tyndall Institute (Ireland), CSIC (Spain) and University of Greifswald (Germany)