Ви не повірите: майбутнє DARPA в просунутих комп'ютерах

Камери, які кажуть вам, що вони бачать. Комп'ютерні чіпи, які самознищуються. Процесор, який імітує неокортекс людського мозку. Системи автентифікації, які аналізують «когнітивний відбиток» користувача. Звучить як Star Trek? Це ні. Це просто ще один день в DARPA.

Агентство оборонних перспективних дослідницьких проектів (DARPA) - одна з найбільш захоплюючих і прихованих частин уряду США. Девіз на першій сторінці веб-сайту DARPA - «Створення та запобігання стратегічному сюрпризу», який чудово підводить підсумок майбутніх досліджень, які проводить група. Пам'ятаєте Великого Собаку? Цей великий, балансуючий роботизований собака був профінансований DARPA? DARPA також зіграла важливу роль у створенні Інтернету.

Симуляція мозку: SyNAPSE

Один з поточних проектів DARPA називається «Системи нейроморфної адаптивної пластичної масштабованої електроніки» або SyNAPSE. Ідея програми - створити комп'ютер, що працює за тими ж принципами, що і людський мозок. Поточна комп'ютерна обробка надзвичайно негнучко порівняно з мозком.

Хоча машинне навчання пройшло довгий шлях до створення комп'ютера, який може навчатися незалежно, процесори все ще обмежені використанням алгоритмів, створених людьми.

Навпаки, мозок може мати справу зі складними і неповними наборами даних, зміною правил, логічним навчанням і всіма іншими речами реального світу, які надзвичайно ускладнюють ефективне машинне навчання.

DARPA вже досягла значного прогресу, створивши «електронні синаптичні компоненти нанометричного масштабу, здатні адаптувати силу з'єднання між двома нейронами способом, аналогічним тому, який спостерігається в біологічних системах», і в даний час прагне працювати з дослідниками над створенням більш досконалого обладнання, архітектуру, інструменти моделювання та навчальні середовища, щоб дізнатися, які можливості системи такого типу і як її можна використовувати в майбутньому.

Подібні обчислення можуть призвести до величезного збільшення обчислювальної потужності, оскільки мозок є надзвичайно ефективним інформаційним процесором. Система також буде добре масштабованою, що означає, що вона потенційно може продовжувати рости в розмірах і потужності.

Як видно з малюнка вище, DARPA пророкує екстремальне зрушення в обчислювальному середовищі через цю технологію.

Нецифрова обробка: UPSIDE

Якщо ви багато знаєте про обчислення, ви будете знати, що комп'ютери виконують обчислення в двійковій системі обчислення - послідовності одиниць і нулів - і це лежить в основі обчислень. Правильно? Правильно. Здебільшого.

DARPA працює над створенням аналогових комп'ютерів з транзисторами, які можуть перебувати в ненульовому, ненульовому стані, виконуючи ймовірнісні обчислення. Якщо він ймовірний, завжди є ймовірність, що він буде невірним; так чому б DARPA спробувати зробити менш точні комп'ютери?

Одним словом, сила. Хоча обчислювальна потужність стала дешевою, створення батарей, що працюють на цих процесорах, все ще неефективно і дорого.

Ймовірнісні обчислення використовують ймовірнісний висновок, який потенційно може розблокувати неможливі в даний час швидкості обробки і ефективність енергоспоживання для обробки відео і зображень, згідно з випуском новин DARPA 2012 року про нетрадиційну обробку сигналів для інтелектуального використання даних (UPSIDE).

Шпигунські супутники і безпілотники інтенсивно використовуються по всьому світу у військових, промислових і комерційних цілях., має сенс тільки те, що DARPA буде шукати способи зробити їх більш ефективними.

UPSIDE використовує досить високотехнологічне спорядження. Згідно з веб-сайтом DARPA, проект спрямований на створення «масивів заснованих на фізиці пристроїв (наприклад, нанорозмірні осцилятори)», які будуть адаптуватися до входів, що означає, що їм не потрібно програмувати, в тому сенсі, в якому ми використовуємо слово зараз - вони просто вивчать те, що їм потрібно, ґрунтуючись на отриманому ними внеску.

Саморуйнівні комп'ютери: VAPR

Програма «Зникаючі ресурси» (VAPR) намагається створювати електроніку, яка може самознищитися при отриманні певного сигналу або при певних умовах навколишнього середовища.

Військова вигода від такої програми повинна бути очевидна - тепер кожен солдат на полі бою володіє вражаючою кількістю надзвичайно потужної електроніки, яку уряд США не хоче потрапляти в руки ворога. Яке очевидне рішення? Самознищення!

DARPA вже створила невелику біосумісну електроніку, яка розчиняється у воді і може використовуватися в медичних цілях - наприклад, для боротьби з інфекціями. Створені розчинні, біорозкладні пристрої, які використовуються для запобігання інфекцій на хірургічних ділянках; вони розчиняються в організмі і виконують ту ж функцію, що і більш типові антибіотики.

Звичайно, створення пристрою, що розчиняється у воді, а той, який перетворюється на пил за командою, знаходиться в абсолютно різних масштабах складності, але нещодавно IBM уклала значний контракт, щоб знайти спосіб зробити саме це.

Поведінковий аналіз: DCAPS

Виявлення і обчислювальний аналіз психологічних сигналів (DCAPS) - це майбутнє дослідження, яке «спрямоване на розробку нових аналітичних інструментів для оцінки психологічного статусу бійців в надії поліпшити розуміння психологічного здоров'я і дати їм можливість звернутися за своєчасною допомогою».

Коротше кажучи, DARPA сподівається, що програма моніторингу не зможе автоматично виявляти ознаки ПТСР або інших психологічних проблем у солдатів після того, як вони повернуться з розгортання.

Програма відстежуватиме текстові та голосові повідомлення, схеми сну та прийому їжі, соціальні взаємодії, онлайн-поведінку, міміку, поставу тіла та руху тіла для розробки загальної метрики психологічного здоров'я. Він не дає конкретних діагнозів, але він ідентифікує сигнали, які можуть вказувати на ризик психологічних травм або проблем зі здоров'ям.

Звучить страшно? На щастя, план полягає в тому, щоб зробити цю програму повністю добровільною, і дані будуть зберігатися в дуже захищеному середовищі; учасники також контролюватимуть його, мабуть, дозволяючи їм відстежувати і видаляти будь-які свої дані, якщо вони того побажають.

… і цілий ряд інших цікавих речей

Ці чотири програми - лише мала частина роботи, яку DARPA виконує над просунутими обчисленнями. Вони знаходяться на передньому краї обробки природничої мови, квантової науки, машинного навчання та масивного аналізу даних.

Якщо ви коли-небудь захочете прочитати про програми, які вразять вас, загляньте на сторінки I2O (Відділ інформаційних інновацій) або MTO (Відділення мікросистемних технологій) на веб-сайті DARPA і ознайомтеся з їх проектами.

Деякі з моїх особистих фаворитів - активна автентифікація, EXCALIBUR, MADCAT і Mind's Eye. Перевір їх! Які проекти DARPA ви вважаєте найбільш цікавими або незвичайними?