Beyin ve yeni bilgisayar

21.08.2019 10:00

Beynimizin iletim hızı 180-400 km/saat.  Aynı hızla çalışan bir sinir sisteminde, benim başımdan ayağıma kadar giden bir gönderi 15-30 milisaniye içinde iletiliyor. Beyin ise işlem ve hafıza gücü olan 100 milyar civarında nöron içeriyor. Bu nöronların işlem kapasitesi 2.2 milyar megaflop seviyesinde ve beyin yalnızca 20-60 watt harcıyor. Yani basit bir ampul kadar. En hızlı süper bilgisayarlardan birisi olan K Computer 8.2 milyar megaflopluk bir işlem yapıyor ve neredeyse 10 milyon watt enerji harcıyor! Hesap edersek her megaflop işlem başına beynin 125.000 katı enerji harcıyor, yani beyin bugünkü bilgisayarlardan 125.000 kat daha verimli.

Bugünün bilgisayarları ise Von Neumann mimarisine dayanıyor. Bu mimaride merkezi işlem birimi (CPU), kontrol ve aritmetik/mantıksal işlem(ALU) birimlerinden oluşuyor ve hafıza ile konuşuyor. Girdileri CPU ve hafıza yardımı ile çıktıya dönüştürüyor.

Beyindeki mimari modelde ise buz dağının üst kısmından görünen o ki, nöronlar hem işlemci hem hafıza görevi görüyor. Beyin verimliliğine yaklaşabilmek için bilgisayar mimarisini değiştirmeyi göze alarak hareket etmek gerekiyor.

Bir önceki yazımda değindiğim üzere, beyin ile makinelerin kontrolü ve makinelerle beynin kontrolü için fazlaca beyin-bilgisayar arabirimi projesi yapılıyor, beyin görüntüleme ve enterferans sistemleri bu denli gelişiyor. Acaba beyni daha iyi anlamak, haritalamak ve sonrasında da onu taklit etmek ya da diğer bir deyişle beynin modeli ile bir bilgisayar yapmak mümkün mü?

“Yeni Bilgisayar” ve “Nöromorfik Bilgisayar” ismiyle anılan bu konuda yoğun çalışmalar yapıldığını söyleyebilirim. AB tarafından 1 milyar euro fonlanan “Avrupa İnsan Beyni Projesi” (HBP) büyük bilinmezlik içeren beynin ölçülmesi, haritalanması, anlaşılması ve çıktısı olarak da beyin gibi çalışan birkaç süper bilgisayar yapmak üzere oluşturulmuş çok uluslu bir proje. Türkiye’den Sabancı Üniversitesinin dâhil olduğu projede Heidelberg’de BrainScaleS, Manchester’da da SpinNNaker isimli 2 ayrı bilgisayar geliştiriliyor.

Tek proje bu değil. ABD de, AB’nin bu atılımına karşılık olarak, BRAIN isimli “Yenilikçi Nöroteknoloji ile Beyin Araştırmaları İnisiyatifi” başlattı. Programın yıllar içinde ulaşacağı büyüklük 4.7 milyar dolar olarak hedefleniyor. ABD’de kamunun desteklediği nörobilim harcamaları toplamı ise sadece yıllık 5.7 milyar dolar.

AB’de insan beyni projesiyle aynı zamanda onaylanan bir diğer proje de, yine 1 milyar euro bütçeli Grafen projesi. Bugünün silikon tabanlı elektronik dünyasında önemli bir bakış değişikliği getirecek bir çalışma alanı. Grafen, elektriği bakırdan daha iyi ileten, çelikten yüzlerce kat güçlü ama ince bir malzeme. İşte hem bugünün bilgisayarları hem de nöromorfik yeni bilgisayarlar için de grafen çalışmaları büyük bir potansiyel içeriyor.

ABD bundan önce Human Genome projesini yürütmüştü. Bugün genlerle ilgili bildiklerimizin önemli çoğunluğu 1990-2003 arasında yürüyen ve 3.8 milyar dolar harcanan bu projeden. Ancak Obama’nın deyişine göre insan genleri projesine yatırılan her dolar, ekonomiye (Amerikan ekonomisi) 140 dolar olarak geri dönmüş.

Bilim ve Ar-Ge projeleri, hedefi yüzde 100 vaat etmezler. Bilim=Bilmeye çalışmak. Ülkemizde de bilim ve araştırma yaparken risk alabilecek modellerin oluşması; bilim, sanayi ve teknoloji yönetiminin de bakışını bu şekilde düzenlemesi gerekiyor. Yerli otomobil gibi bilim ve araştırma niteliği ve dolayısıyla riski düşük ama etkisi önemli projeler elbette yapmalıyız. Ama bu projelerle 1’e 140 kazanamayız, liderliğe oynayamayız, takipçilikten kurtulamayız. Bilim ve araştırma, sadece ekonomik sonuçları olan bir konu da değil. Örneğin, insan geninin en derinine kadar bilen bir bilim adamı ordusuna sahip bir devletin güvenlik anlamında da ne kadar güçlü olabileceğini, gelin siz düşünün.

Gördüğünüz üzere dünya durmuyor, bizim bilim insanlarımız da, bir köşesinden de olsa, bu projeler içerisinde yer alıyorlar. Bugünün bilgisayarlarına ek olarak kuantum bilgisayarlar (bir yazıda bunu da ele alalım) konuşurken, birden nöromorfik bilgisayar konuşuyoruz.

Özünde ise olan şu, makineler insana adım adım yaklaşıyor. İnsan eliyle. Peki, ütopyada (ya da distopyada) neler var?