న్యూరోమార్ఫిక్ విప్లవం వచ్చేస్తోంది!

ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్, క్వాంటం కంప్యూటింగ్, సూపర్ కంప్యూటర్లు వంటి కొత్త టెక్నాలజీలు అద్భుతమైన కంప్యూటింగ్ శక్తిని అందిస్తున్నాయి. ChatGPT వంటి AI మోడల్స్ క్షణాల్లో సంక్లిష్టమైన పనులు చేస్తున్నాయి. కానీ ఈ పనులన్నిటికీ భారీ ధర చెల్లించాల్సి వస్తోంది. పెద్ద డేటా సెంటర్లు నగరాల మొత్తం విద్యుత్తును వినియోగిస్తున్నాయి. ఒక్క AI మోడల్‌ను శిక్షణ ఇవ్వడానికి వేల మెగావాట్ల శక్తి అవసరం. ఇది పర్యావరణానికి తీవ్ర హాని కలిగిస్తోంది, ఖర్చులు పెరుగుతున్నాయి.

1965లో గోర్డాన్ మూర్ అనే శాస్త్రవేత్త ఒక ముఖ్యమైన అంచనా వేశారు. ప్రతి రెండు సంవత్సరాలకు కంప్యూటర్ చిప్‌లో ట్రాన్సిస్టర్ల సంఖ్య రెట్టింపు అవుతుందని చెప్పారు. దీన్ని మూర్ లా అంటారు. గత 50 సంవత్సరాలు ఈ నియమం సరిగ్గా పనిచేసింది. అందుకే మన కంప్యూటర్లు, ఫోన్లు రోజురోజుకూ వేగంగా, శక్తివంతంగా మారుతున్నాయి.  కానీ ఇప్పుడు ఈ నియమం పనిచేయడం కష్టంగా మారుతోంది. ట్రాన్సిస్టర్లు ఇప్పుడు చాలా చిన్నవిగా మారాయి. వాటిని ఇంకా చిన్నగా చేయడం దాదాపు అసాధ్యం. భౌతిక శాస్త్ర పరిమితులు వచ్చేస్తున్నాయి. వేడి పెరుగుతోంది, శక్తి వినియోగం అధికమవుతోంది. ఇంకా వేగం పెంచాలంటే వేరే మార్గాలు వెతకాలి. దీనిని “మోర్ దన్ మూర్” యుగం అంటారు.  అందుకే శక్తి సమర్థవంతమైన కంప్యూటింగ్ ఇప్పుడు చాలా అవసరం. “న్యూరోమార్ఫిక్ టెక్నాలజీ”  ఈ సవాళ్లను అధిగమించడానికి ఒక కొత్త మార్గం. రోబోటిక్స్, ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్, మెడికల్ రంగాలలో ఇది విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకురానుంది.

సాధారణ కంప్యూటర్లు ఎలా పనిచేస్తాయి?

మనం ఉపయోగించే సాధారణ కంప్యూటర్లు “వాన్ న్యూమాన్” ఆర్కిటెక్చర్ అనే పద్ధతిలో పనిచేస్తాయి. ఈ పద్దతిలో మెమరీ ఒక చోట ఉంటుంది, ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ వేరే చోట ఉంటుంది. డేటా ఈ రెండు ప్రాంతాల మధ్య ముందుకు వెనక్కు ప్రయాణిస్తుంది. అలా చేయటం మూలంగా సమయం వృధా అవుతుంది. అలాగే ఈ పద్దతి ఎక్కువ విద్యుత్తు  వినియోగిస్తుంది. మన స్మార్ట్‌ఫోన్లు, ల్యాప్‌టాప్లు త్వరగా వేడెక్కడానికి, బ్యాటరీ త్వరగా అయిపోవ డానికి  ఇదే కారణం.

న్యూరోమార్ఫిక్ కంప్యూటర్లు ఎలా పనిచేయనున్నాయి?

మన మెదడు ఎంత అద్భుతంగా పనిచేస్తుందో అందరికీ తెలుసు. చిన్న చిన్న సమస్యల నుంచి పెద్ద పెద్ద లెక్కలు వరకు మెదడు సులభంగా పరిష్కరిస్తుంది. ఇక్కడ ఆశ్చర్యం ఏమిటంటే, మెదడు ఇన్ని పనులు చేసినా చాలా తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది.

మానవ మెదడు పనిచేసే రహస్యాన్ని అర్థం చేసుకుని, అలాంటి కంప్యూటర్లను తయారు చేయాలని శాస్త్రవేత్తలు ప్రయత్నిస్తున్నారు. దీనినే న్యూరోమార్ఫిక్ కంప్యూటింగ్ అంటారు. ఈ కంప్యూటర్లో ఉండే న్యూరోమార్ఫిక్ చిప్స్ మన మెదడులోని న్యూరాన్ల  పనితీరును అనుకరిస్తాయి. మనిషి మెదడులో కోట్లాది న్యూరాన్లు ఉంటాయి. అవి ఒకదానితో ఒకటి అనేక సంబంధాలు కలిగి ఉంటాయి. ఒక న్యూరాన్ నుంచి మరొకదానికి సమాచారం విద్యుత్ సంకేతాల ద్వారా వెళుతుంది. దీనిని “స్పైకింగ్ పొటెన్షియల్స్” అంటారు.

ఈ పద్దతిని అనుసరించి, ఈ కొత్త  కంప్యూటింగ్ టెక్నాలజీలో మెమరీ, ప్రాసెసింగ్ ఒకే చోట కలిసి ఉంటాయి. ఇప్పుడున్న పద్దతిలో లాగా డేటా ఇక్కడినుంచి అక్కడికి ప్రయాణించాల్సిన అవసరం లేదు. కాబట్టి ఇది చాలా వేగంగా పనిచేస్తుంది. అలాగే చాలా తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది.

 న్యూరోమార్ఫిక్ కంప్యూటింగ్ – కొత్త దిశ

మన మెదడు రోజంతా పనిచేయడానికి కేవలం 20 వాట్స్ శక్తి మాత్రమే చాలు. ఇది ఒక చిన్న బల్బ్ వెలిగించడానికి కావాల్సిన శక్తి కంటే తక్కువ. కానీ సాధారణ కంప్యూటర్లు కొన్ని వందల వాట్స్ నుంచి వేల వాట్స్ వరకు వినియోగిస్తాయి. న్యూరోమార్ఫిక్ చిప్స్ ఈ తేడాను తగ్గించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాయి. కొన్ని టాస్క్‌లకు సాధారణ కంప్యూటర్ల కంటే వందలో ఒక వంతు శక్తి మాత్రమే సరిపోతుంది.

న్యూరోమార్ఫిక్ టెక్నాలజీ ఈ సవాళ్లకు సమాధానం. ఇది ట్రాన్సిస్టర్ల సంఖ్యపై ఆధారపడదు. బదులుగా మెదడు పనిచేసే పద్ధతిని అనుసరిస్తుంది. ఇది “మోర్ దన్ మూర్” యుగానికి తెరతీస్తుంది. రోబోటిక్స్, ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్, మెడికల్ రంగాలలో ఇది విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకొస్తుంది. పాత పద్ధతుల పరిమితులను దాటవేసి, కొత్త అవకాశాలను సృష్టిస్తుంది.

శాస్త్రవేత్తలు థీల్‌మాన్, ఐమోన్ న్యూరోమార్ఫిక్ కంప్యూటింగ్ పైన  చేసిన పరిశోధన ఆసక్తికరమైన విషయాలను వెల్లడించింది. వారు అభివృద్ధి చేసిన అల్గారిథమ్ మన మెదడులోని నాడీ వలయాల నిర్మాణాన్ని పోలి ఉంది. 12 సంవత్సరాల క్రితం ప్రవేశపెట్టిన కంప్యూటేషనల్ న్యూరోసైన్స్ మోడల్‌కు. గణిత సమీకరణాలతో సహజమైన సంబంధం ఉందని వారు కనుగొన్నారు.

న్యూరోమార్ఫిక్ కంప్యూటింగ్ అనేది న్యూరోసైన్స్,  అప్లైడ్ మ్యాథమెటిక్స్ మధ్య ఉన్న అంతరాన్ని తగ్గించగలదని వారు నమ్ముతున్నారు. “మెదడు వ్యాధులు కంప్యూటేషన్ సమస్యలు కావచ్చు” అని ఐమోన్ చెప్పారు. ఈ పరిశోధన ఆల్జైమర్స్, పార్కిన్సన్స్ వంటి మెదడు వ్యాధులను అర్థం చేసుకోవడానికి, చికిత్స చేయడానికి కొత్త మార్గాలను చూపించవచ్చు. ఈ టెక్నాలజీ ఇంకా అభివృద్ధి దశలోనే ఉంది. కానీ రాబోయే కొన్ని సంవత్సరాలలో మనం మరింత శక్తివంతమైన, తక్కువ శక్తి వినియోగించే కంప్యూటర్లను చూడవచ్చు. ప్రకృతి మనకు నేర్పించిన పాఠాలను టెక్నాలజీలో వాడుకుంటే, భవిష్యత్తు మరింత ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది.

*