【図解】コレ１枚でわかるニューロ・モーフィック・コンピューター

「ニューロ・モーフィック・コンピューター」あるいは「脳型コンピューター」とは、脳の神経細胞であるニューロンを模した電子回路によって構成されるコンピューターのことです。ニューロンは、電気的な「スパイク」あるいは「パルス」によって情報を伝達していますが、この仕組みを電子回路によって模倣し、情報処理をさせようというものです。

人間の脳にはおよそ1000億のニューロンが存在しており、それぞれが相互に接続してネットワーク（ニューラル・ネットワーク）を形成しています。この接続部分をシナプスと言い、合計するとおよそ1000兆ものシナプスが存在し、わずか電球1個分よりも少ないエネルギーでこの仕組みを動作させています。

脳は新しいことを学習すると、シナプスでの信号の伝わりやすさ（結合強度）が変化します。これによりニューロン間の情報の伝わりやすさが変化し、特定の情報によって生みだされる刺激に強く反応するニューラル・ネットワークができ上がります。例えば、人の顔、リンゴ、ネコなどの視覚から得られた情報にのみ強く反応するそれぞれのニューラル・ネットワークが作られるのです。この原理を使って、脳内での記憶や情報処理を行います。従来のコンピューターのように記憶回路と演算回路を個別に搭載し、その間をデータ転送することで大量の電力を消費することと比べ、大幅な効率化を実現しています。

そんな「ニューロ・モーフィック・コンピューター」は、機械学習・推論を高速かつ低消費電力で実行できるとともに、一部回路に不具合が起きても、大量にある他の回路が代替してくれることで、高い信頼性を保つことができます。この特性を活かし、スマートフォンやスマートウォッチなどのウェアラブル機器、自動車や家電製品などのIoTデバイスに搭載し、クラウドに頼らずともデバイス側での高度な知的処理ができるようになると期待されています。

また、人間の脳にたとえれば、従来のコンピューターは論理的・分析的思考を司る左脳、「ニューロ・モーフィック・コンピューター」は、感覚やパターン認識を司る右脳に相当し、この両者を組み合わせることで、人間の脳に相当する総合的な知的処理能力を実現することも期待されています。

まだ、人間の脳の規模には至らないものの、既に世界各国で研究開発が進められ、数々の成果が発表されています。

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