Kwabena Boahen: Making a computer that works like the brain

96,376 views ・ 2008-07-30

TED


لطفا برای پخش فیلم روی زیرنویس انگلیسی زیر دوبار کلیک کنید.

Translator: mohammad ali masoum
00:18
I got my first computer when I was a teenager growing up in Accra,
0
18330
5000
هنگامی که نوجوان بودم اولین کامپیوترم را در آکرا(پایتخت غنا) گرفتم،
00:23
and it was a really cool device.
1
23330
3000
و دستگاه بسیار جذابی بود.
00:26
You could play games with it. You could program it in BASIC.
2
26330
5000
می‌توانستید با آن بازی کنید. می‌توانستید به زبان پایه آن را برنامه‌‌ریزی کنید.
00:31
And I was fascinated.
3
31330
2000
و من مجذوب آن شده بودم.
00:33
So I went into the library to figure out how did this thing work.
4
33330
6000
پس به کتابخانه رفتم تا بفهمم کامپیوتر چگونه کار می‌کند.
00:39
I read about how the CPU is constantly shuffling data back and forth
5
39330
5000
من خواندم که پردازنده چگونه داده‌ها را دایما به این سو و آن سو جابجا می‌کند.
00:44
between the memory, the RAM and the ALU,
6
44330
4000
بین حافظه داخلی، واحد RAM و واحد ALU،
00:48
the arithmetic and logic unit.
7
48330
2000
واحد حسابی و منطقی.
00:50
And I thought to myself, this CPU really has to work like crazy
8
50330
4000
و با خودم فکر کردم، این پردازنده باید دیوانه‌ وار کار کند
00:54
just to keep all this data moving through the system.
9
54330
4000
تا همه این داده‌ها را درون سیستم جابجا کند.
00:58
But nobody was really worried about this.
10
58330
3000
اما هیچکس نگران این موضوع نبود.
01:01
When computers were first introduced,
11
61330
2000
هنگامی که کامپیوتر‌ها برای اولین بار معرفی شدند،
01:03
they were said to be a million times faster than neurons.
12
63330
3000
گفته شد که میلیون‌ها بار سریع تر از نورون‌ها هستند.
01:06
People were really excited. They thought they would soon outstrip
13
66330
5000
مردم هیجان‌زده بودند. فکر می‌کردند که به زودی می‌توانند
01:11
the capacity of the brain.
14
71330
3000
از ظرفیت مغز پیشی بگیرند.
01:14
This is a quote, actually, from Alan Turing:
15
74330
3000
این درواقع، یک نقل قول، ازآلان تورینگ است:
01:17
"In 30 years, it will be as easy to ask a computer a question
16
77330
4000
«در ۳۰ سال آینده، سوال پرسیدن از یک کامپیوتر آسان‌تر
01:21
as to ask a person."
17
81330
2000
از انسان خواهد بود.»
01:23
This was in 1946. And now, in 2007, it's still not true.
18
83330
7000
این مربوط به سال ۱۹۴۶ بود. و الان در ۲۰۰۷، همچنان این حرف درست نیست.
01:30
And so, the question is, why aren't we really seeing
19
90330
4000
پس، سوال این است که، چرا ما واقعا قدرتی را که
01:34
this kind of power in computers that we see in the brain?
20
94330
4000
در مغز می‌بینیم، در کامپیوترها نمی‌بینیم؟
01:38
What people didn't realize, and I'm just beginning to realize right now,
21
98330
4000
چیزی که مردم آن را درک نکردند، و من تازه شروع به فهمیدن آن کردم،
01:42
is that we pay a huge price for the speed
22
102330
2000
این است که ما هزینه زیادی برای سرعت می‌پردازیم
01:44
that we claim is a big advantage of these computers.
23
104330
4000
که ادعا می‌کنیم مزیتی بزرگ برای این کامپیوترها است.
01:48
Let's take a look at some numbers.
24
108330
2000
بیایید نگاهی به ارقام بیندازیم.
01:50
This is Blue Gene, the fastest computer in the world.
25
110330
4000
این بلوجین است، سریع ترین کامپیوتر در دنیا.
01:54
It's got 120,000 processors; they can basically process
26
114330
5000
۱۲۰ هزار پردازنده دارد که می‌توانند
01:59
10 quadrillion bits of information per second.
27
119330
3000
ده کوادریلیون بیت اطلاعات را درثانیه پردازش کنند.
02:02
That's 10 to the sixteenth. And they consume one and a half megawatts of power.
28
122330
7000
که برابر ۱۰ به توان ۱۶است. همچنین آنها یک ونیم مگاوات برق مصرف می‌کنند.
02:09
So that would be really great, if you could add that
29
129330
3000
پس بسیار عالی خواهد بود، اگر می‌توانستیم
02:12
to the production capacity in Tanzania.
30
132330
2000
آن را به ظرفیت تولید تانزانیا اضافه کنیم.
02:14
It would really boost the economy.
31
134330
2000
این کامپیوتر می‌تواند اقتصاد را جلو ببرد.
02:16
Just to go back to the States,
32
136330
4000
حالا برگردیم به ایالات‌ها،
02:20
if you translate the amount of power or electricity
33
140330
2000
اگرشما مقدار انرژی یا الکتریسیته مصرفی رایانه‌ها را به
02:22
this computer uses to the amount of households in the States,
34
142330
3000
به میزان خانواده‌ها در ایالت‌ها تبدیل کنید،
02:25
you get 1,200 households in the U.S.
35
145330
4000
مصرف الکتریسته آن برابر ۱۲۰۰ خانوار را خواهید داشت.
02:29
That's how much power this computer uses.
36
149330
2000
این مقدار برقی است که این رایانه‌ استفاده می‌کند.
02:31
Now, let's compare this with the brain.
37
151330
3000
حالا بیایید این را با مغز مقایسه کنیم.
02:34
This is a picture of, actually Rory Sayres' girlfriend's brain.
38
154330
5000
این تصویر، درواقع مغز دوست دختر روری سایرس است
02:39
Rory is a graduate student at Stanford.
39
159330
2000
روری دانش آموخته استانسفورد است
02:41
He studies the brain using MRI, and he claims that
40
161330
4000
او مغز را با استفاده از MRI مطالعه می‌کند و او ادعا می‌کند که
02:45
this is the most beautiful brain that he has ever scanned.
41
165330
3000
این زیباترین مغزی است که او تا به حال اسکن کرده است
02:48
(Laughter)
42
168330
2000
(خنده حضار)
02:50
So that's true love, right there.
43
170330
3000
این یک عشق حقیقی است، درست اینجا.
02:53
Now, how much computation does the brain do?
44
173330
3000
مغز چه مقدار محاسبه انجام می‌دهد؟
02:56
I estimate 10 to the 16 bits per second,
45
176330
2000
تخمین می‌زنم که ده تا شانزده بایت در ثانیه،
02:58
which is actually about very similar to what Blue Gene does.
46
178330
4000
که در واقع شبیه به کاری است که بلو جین انجام می‌دهد.
03:02
So that's the question. The question is, how much --
47
182330
2000
خب سوال این است چه مقدار--
03:04
they are doing a similar amount of processing, similar amount of data --
48
184330
3000
پردازش مشابه را انجام می‌دهند؟ مقدار اطلاعات مشابه --
03:07
the question is how much energy or electricity does the brain use?
49
187330
5000
سوال این است مغز چه مقدار انرژی یا الکتریسیته استفاده می‌کند؟
03:12
And it's actually as much as your laptop computer:
50
192330
3000
در واقع به اندازه لب‌تاپ شماست.
03:15
it's just 10 watts.
51
195330
2000
فقط ده وات است،
03:17
So what we are doing right now with computers
52
197330
3000
آنچه که امروزه با کامپیوترها انجام می‌دهیم
03:20
with the energy consumed by 1,200 houses,
53
200330
3000
با انرژی که توسط ۱٫۲۰۰ خانه‌ها مصرف شده،
03:23
the brain is doing with the energy consumed by your laptop.
54
203330
5000
مغز با انرژی که توسط لپ‌تاب‌تان مصرف می کرد انجام می‌دهد.
03:28
So the question is, how is the brain able to achieve this kind of efficiency?
55
208330
3000
خب سوال این است که مغز چطور به این میزان کارآمدی دست پیدا می‌کند؟
03:31
And let me just summarize. So the bottom line:
56
211330
2000
واجازه دهید در یک خط خلاصه کنم:
03:33
the brain processes information using 100,000 times less energy
57
213330
4000
مغز اطلاعات را ۱۰۰،۰۰۰بار با انرژی کمتر از
03:37
than we do right now with this computer technology that we have.
58
217330
4000
تکنولوژی رایانه‌هایی که داریم پردازش می‌کند.
03:41
How is the brain able to do this?
59
221330
2000
مغز چگونه قادر به انجام این کار است؟
03:43
Let's just take a look about how the brain works,
60
223330
3000
بیاید راجع به این که مغز چطور کار می‌کند نگاهی بکنیم.
03:46
and then I'll compare that with how computers work.
61
226330
4000
ومن کار آن را با عملکرد مغز مقایسه خواهم کرد.
03:50
So, this clip is from the PBS series, "The Secret Life of the Brain."
62
230330
4000
خب این کلیپی از مجموعه‌ي‌ PBS از "زندگی پنهانی مغز" است.
03:54
It shows you these cells that process information.
63
234330
3000
به شما سلول‌ها را نشان می‌دهد که اطلاعات را پردازش می‌کنند.
03:57
They are called neurons.
64
237330
1000
آنها را نورون می‌نامند.
03:58
They send little pulses of electricity down their processes to each other,
65
238330
6000
آنها مقداری جریان الکتریسیته ضعیف را برای پردازش به همدیگر می‌فرستند،
04:04
and where they contact each other, those little pulses
66
244330
2000
و جایی که با هم تماس پیدا می‌کنند،
04:06
of electricity can jump from one neuron to the other.
67
246330
2000
آن جریان الکتریسیته می‌تواند از نورون دیگر به دیگری منتقل شوند.
04:08
That process is called a synapse.
68
248330
3000
این فرایند سیناپس نامیده می‌شود.
04:11
You've got this huge network of cells interacting with each other --
69
251330
2000
شما این شبکه عظیمی ازسلول‌ها را در ارتباط با یکدیگر--
04:13
about 100 million of them,
70
253330
2000
در مورد ۱۰۰ میلیون از آنها دارید،
04:15
sending about 10 quadrillion of these pulses around every second.
71
255330
4000
که حدود ده کوادریلیون را در هر ثانیه می‌فرستد.
04:19
And that's basically what's going on in your brain right now as you're watching this.
72
259330
6000
و اساسا در مغزتان در حال انجام است، الان که این را می‌بینید.
04:25
How does that compare with the way computers work?
73
265330
2000
حال چگونه با کار رایانه‌ها مقایسه می‌شود؟
04:27
In the computer, you have all the data
74
267330
2000
در رایانه‌ها شما اطلاعاتی دارید
04:29
going through the central processing unit,
75
269330
2000
که از میان یک بخش پردازشگر عبور می‌کند،
04:31
and any piece of data basically has to go through that bottleneck,
76
271330
3000
و هر قسمت از داده‌ها اساسا باید از آن گلوگاه عبور کند،
04:34
whereas in the brain, what you have is these neurons,
77
274330
4000
درحالی که در مغز آنچه دارید در سلول‌های عصبی است،
04:38
and the data just really flows through a network of connections
78
278330
4000
و داده‌ها فقط از طریق یک شبکه از ارتباطات
04:42
among the neurons. There's no bottleneck here.
79
282330
2000
بین نورون جریان می‌یابد، اینجا گذرگاهی نیست.
04:44
It's really a network in the literal sense of the word.
80
284330
4000
این واقعا یک شبکه به معنای واقعی کلمه است.
04:48
The net is doing the work in the brain.
81
288330
4000
شبکه کار را در مغز انجام می‌دهد.
04:52
If you just look at these two pictures,
82
292330
2000
اگر شما به این دو تصویر نگاه کنید،
04:54
these kind of words pop into your mind.
83
294330
2000
این نوع از لغات به ذهن شما خطور می‌کند.
04:56
This is serial and it's rigid -- it's like cars on a freeway,
84
296330
4000
این سریال است و سخت است--شبیه ماشین در بزرگراه است.
05:00
everything has to happen in lockstep --
85
300330
3000
همه چیز باید مرحله به مرحله اتفاق بیفتد--
05:03
whereas this is parallel and it's fluid.
86
303330
2000
در حالی که موازی است و روان.
05:05
Information processing is very dynamic and adaptive.
87
305330
3000
پردازش اطلاعات بسیار پویا و انطباقی است.
05:08
So I'm not the first to figure this out. This is a quote from Brian Eno:
88
308330
4000
خب من اولین نفر نیستم که این را فهمیده است این یک نقل قول از براون انو است:
05:12
"the problem with computers is that there is not enough Africa in them."
89
312330
4000
«مشکل رایانه‌ها این است که به اندازه کافی در آنها افریقایی نیست.»
05:16
(Laughter)
90
316330
6000
(خنده حضار)
05:22
Brian actually said this in 1995.
91
322330
3000
براون درواقع در سال ۱۹۹۵ این را گفت.
05:25
And nobody was listening then,
92
325330
3000
و هیچ کس گوش نمی‌داد،
05:28
but now people are beginning to listen
93
328330
2000
اما حالا افراد شروع به گوش دادن می‌کنند
05:30
because there's a pressing, technological problem that we face.
94
330330
5000
زیرا یک مشکل فشرده و فنی وجود دارد که ما با آن مواجه هستیم.
05:35
And I'll just take you through that a little bit in the next few slides.
95
335330
5000
که فقط دراسلایدهای بعدی تعداد کمی از آن را می‌گویم.
05:40
This is -- it's actually really this remarkable convergence
96
340330
4000
در واقع -- این همگرایی قابل توجه بین دستگاه‌هایی است
05:44
between the devices that we use to compute in computers,
97
344330
5000
که برای محاسبه کردن در رایانه استفاده می‌کنیم،
05:49
and the devices that our brains use to compute.
98
349330
4000
و وسیله‌هایی که مغز ما برای محاسبه کردن استفاده می‌کند.
05:53
The devices that computers use are what's called a transistor.
99
353330
4000
دستگاه‌هایی که کامپیوتر استفاده می‌کنند همان چیزی است که ترانزیستور نامیده می‌شود.
05:57
This electrode here, called the gate, controls the flow of current
100
357330
4000
الکترودی که اینجاست دریچه نامیده می‌شود جریان را از منبع
06:01
from the source to the drain -- these two electrodes.
101
361330
3000
به این دو الکترود کنترل می‌کند.
06:04
And that current, electrical current,
102
364330
2000
و این جریان، جریان الکتریکی
06:06
is carried by electrons, just like in your house and so on.
103
366330
6000
توسط الکترون‌ها حمل می‌شود،.درست در منزل شما و به همین ترتیب.
06:12
And what you have here is, when you actually turn on the gate,
104
372330
5000
و چیزی که شما اینجا دارید وقتی که دریچه را باز می‌کنید،
06:17
you get an increase in the amount of current, and you get a steady flow of current.
105
377330
4000
شما مقدار جریان را افزایش می‌دهید، و جریان دایمی پایدار را دریافت می‌کنید.
06:21
And when you turn off the gate, there's no current flowing through the device.
106
381330
4000
و وقتی دریچه را می‌بندید، جریانی در داخل دستگاه وجود ندارد.
06:25
Your computer uses this presence of current to represent a one,
107
385330
5000
رایانه شما از این حضور جریان برای نشان دادن یک استفاده می‌کند،
06:30
and the absence of current to represent a zero.
108
390330
4000
و فقدان جریان صفر را نشان می‌دهد.
06:34
Now, what's happening is that as transistors are getting smaller and smaller and smaller,
109
394330
6000
آنچه که اتفاق می‌افتد این است که همان طور که ترانزیستورها کوچکتر می‌شوند،
06:40
they no longer behave like this.
110
400330
2000
دیگر این چنین رفتار نمی‌کنند.
06:42
In fact, they are starting to behave like the device that neurons use to compute,
111
402330
5000
در واقع، آنها مانند دستگاهی که نورون‌ها برای محاسبه استفاده می‌کنند رفتار می‌کنند،
06:47
which is called an ion channel.
112
407330
2000
که کانال یون نامیده می‌شود.
06:49
And this is a little protein molecule.
113
409330
2000
این مقدار کمی مولکول پروتئین است.
06:51
I mean, neurons have thousands of these.
114
411330
4000
منظورم این است که نورون‌ها هزاران برابر این را دارند.
06:55
And it sits in the membrane of the cell and it's got a pore in it.
115
415330
4000
و آن در غشای سلول قرار می‌گیرد و در آن منافذ ایجاد می‌کند.
06:59
And these are individual potassium ions
116
419330
3000
واین یون‌های پتاسیم تکی هستند
07:02
that are flowing through that pore.
117
422330
2000
که از طریق منفذ در عبور هستند،
07:04
Now, this pore can open and close.
118
424330
2000
حالا این منافذ می‌تواند باز یا بسته شود
07:06
But, when it's open, because these ions have to line up
119
426330
5000
اما زمانی که باز است چون که این یون‌ها باید در خطوط قرار بگیرند
07:11
and flow through, one at a time, you get a kind of sporadic, not steady --
120
431330
5000
واز آن عبور کنند هربار به نوعی پراکنده دارید نه دائم --
07:16
it's a sporadic flow of current.
121
436330
3000
این یک جریان پراکنده است.
07:19
And even when you close the pore -- which neurons can do,
122
439330
3000
و حتی زمانی که منفذ را می‌بندید -- که نورون‌ها می‌توانند انجام دهند،
07:22
they can open and close these pores to generate electrical activity --
123
442330
5000
آنها می‌توانند این دریچه‌ها را باز یا ببندند تا فعالیت الکتریکی تولید کنند.
07:27
even when it's closed, because these ions are so small,
124
447330
3000
حتی زمانی که بسته می‌شود به علت این که یون‌ها بسیارکوچک هستند،
07:30
they can actually sneak through, a few can sneak through at a time.
125
450330
3000
آنها می‌توانند درواقع مخفیانه حرکت کنند. تعداد کمی می‌توانند عبور کنند.
07:33
So, what you have is that when the pore is open,
126
453330
3000
خب چیزی که شما دارید این است که زمانی که دریچه‌ها باز هستند،
07:36
you get some current sometimes.
127
456330
2000
شما گاهی اوقات تعدادی جریان خواهید داشت.
07:38
These are your ones, but you've got a few zeros thrown in.
128
458330
3000
این‌ها یک‌های شما هستند، اما شما صفرها را بیرون انداختید.
07:41
And when it's closed, you have a zero,
129
461330
4000
اما زمانی که بسته می‌شوند، شما صفر را دارید،
07:45
but you have a few ones thrown in.
130
465330
3000
اما تعداد کمی یک به بیرون دادید.
07:48
Now, this is starting to happen in transistors.
131
468330
3000
این شروع در ترانزیستور اتفاق می‌افتد.
07:51
And the reason why that's happening is that, right now, in 2007 --
132
471330
5000
و دلیل اتفاق این است که اکنون در سال۲۰۰۷ --
07:56
the technology that we are using -- a transistor is big enough
133
476330
4000
تکنولوژی که ما استفاده می‌کنیم -- یک ترانزیستور به اندازه کافی بزرگ است
08:00
that several electrons can flow through the channel simultaneously, side by side.
134
480330
5000
که چند الکترون می‌توانند از طریق کانال همزمان کنار هم جریان داشته باشند.
08:05
In fact, there's about 12 electrons can all be flowing this way.
135
485330
4000
حدود ۱۲ میلیون الکترون هست که همه می‌توانند به این طریق جریان داشته باشند.
08:09
And that means that a transistor corresponds
136
489330
2000
و به این معنی است که یک ترانزیستور
08:11
to about 12 ion channels in parallel.
137
491330
3000
به طور موازی به ۱۲کانال یونی متصل است.
08:14
Now, in a few years time, by 2015, we will shrink transistors so much.
138
494330
5000
حالا در چند سال گذشته تا ۲۰۱۵ ترانزیستورها را خیلی کم خواهیم کرد.
08:19
This is what Intel does to keep adding more cores onto the chip.
139
499330
5000
این همان چیزی است که اینتل برای اضافه کردن هسته‌های بیشتر به تراشه ادامه می‌دهد.
08:24
Or your memory sticks that you have now can carry one gigabyte
140
504330
3000
یا حافظه شما نگه می‌دارد که اکنون می‌توانید یک گیگابایت اطلاعاتی
08:27
of stuff on them -- before, it was 256.
141
507330
2000
را در مورد آنها حمل کنید -- قبلا، ۲۵۶ بود.
08:29
Transistors are getting smaller to allow this to happen,
142
509330
3000
ترانزیستورها کوچکتر می‌شوند تا این اتفاق بیفتد.
08:32
and technology has really benefitted from that.
143
512330
3000
و فناوری واقعا از آن سود برده است.
08:35
But what's happening now is that in 2015, the transistor is going to become so small,
144
515330
5000
اما آنچه که الان درحال وقوع است این است که در ۲۰۱۵ ترانزیستورها دارند کوچکتر شوند،
08:40
that it corresponds to only one electron at a time
145
520330
3000
که تنها یک الکترون در یک زمان می‌تواند
08:43
can flow through that channel,
146
523330
2000
از طریق آن کانال جریان یابد،
08:45
and that corresponds to a single ion channel.
147
525330
2000
وآن پاسخگوی کانال یونی منفرد است.
08:47
And you start having the same kind of traffic jams that you have in the ion channel.
148
527330
4000
و شما این چنین فشردگی ترافیکی که در کانال یونی هست را دارید.
08:51
The current will turn on and off at random,
149
531330
3000
جریان به طور دلخواه باز و بسته خواهد شد.
08:54
even when it's supposed to be on.
150
534330
2000
حتی هنگامی که قرار است روشن باشد.
08:56
And that means your computer is going to get
151
536330
2000
و بدین معنی است که کامپیوتر شما
08:58
its ones and zeros mixed up, and that's going to crash your machine.
152
538330
4000
صفر و یک را همزمان دارد و می‌خواهد ماشین شما را خراب کند.
09:02
So, we are at the stage where we
153
542330
4000
پس ما در مرحله‌ای هستیم
09:06
don't really know how to compute with these kinds of devices.
154
546330
3000
که واقعا نمی‌دانیم که چگونه این نوع وسیله‌ها را محاسبه کنیم.
09:09
And the only kind of thing -- the only thing we know right now
155
549330
3000
و تنها چیزی که الان می‌دانیم --
09:12
that can compute with these kinds of devices are the brain.
156
552330
3000
که می‌توانند این نوع از وسیله‌ها را محاسبه کنند مغزها هستند
09:15
OK, so a computer picks a specific item of data from memory,
157
555330
4000
خب کامپیوتر بخش‌های خاصی از اطلاعات را از حافظه انتخاب می‌کند،
09:19
it sends it into the processor or the ALU,
158
559330
3000
وآن را به پردازشگرALU ارسال می‌کند،
09:22
and then it puts the result back into memory.
159
562330
2000
و اطلاعات را به حافظه بر می‌گرداند.
09:24
That's the red path that's highlighted.
160
564330
2000
آن مسیر قرمز رنگ و سایه روشن است.
09:26
The way brains work, I told you all, you have got all these neurons.
161
566330
4000
راهی که مغزها کار می‌کنند، من به همه شما گفتم، همه شما این نورون‌ها را دارید.
09:30
And the way they represent information is
162
570330
2000
و راهی که اطلاعات را نمایش می‌دهند، این است
09:32
they break up that data into little pieces
163
572330
2000
داده را به تکه‌های کوچک تجزیه می‌کنند
09:34
that are represented by pulses and different neurons.
164
574330
3000
که توسط پالس‌ها ونورون‌های مختلف نمایش داده می‌شود.
09:37
So you have all these pieces of data
165
577330
2000
پس شما همه این قسمت‌های داده‌ها
09:39
distributed throughout the network.
166
579330
2000
را ازطریق شبکه توزیع می‌کنید.
09:41
And then the way that you process that data to get a result
167
581330
3000
و سپس راهی که شما داده‌ها را پردازش می‌کنید که به نتیجه برسید
09:44
is that you translate this pattern of activity into a new pattern of activity,
168
584330
4000
این است که شما این الگوهای فعالیت را به الگوهای فعالیت جدید ترجمه کنید.
09:48
just by it flowing through the network.
169
588330
3000
از راه شبکه جاری کنید.
09:51
So you set up these connections
170
591330
2000
پس شما این ارتباطات را راه‌اندازی می‌کنید
09:53
such that the input pattern just flows
171
593330
3000
به طوری که الگوی ورودی فقط جریان می‌یابد
09:56
and generates the output pattern.
172
596330
2000
و الگوی خروجی تولید می‌شود.
09:58
What you see here is that there's these redundant connections.
173
598330
4000
آنچه در اینجا می‌بینید این است که این اتصالات بیش از حد وجود دارد.
10:02
So if this piece of data or this piece of the data gets clobbered,
174
602330
4000
بنابراین اگر این قطعه داده یا این قطعه از داده‌ها خراب شود،
10:06
it doesn't show up over here, these two pieces can activate the missing part
175
606330
5000
آن را در اینجا نشان نمی‌دهد، این دو قطعه می‌تواند بخش گمشده را
10:11
with these redundant connections.
176
611330
2000
با این اتصالات بیرونی فعال کند.
10:13
So even when you go to these crappy devices
177
613330
2000
پس حتی زمانی که به سمت این دستگاه‌های جادویی می‌روید
10:15
where sometimes you want a one and you get a zero, and it doesn't show up,
178
615330
3000
که در آن گاهی اوقات یک را می‌خواهید وچیزی دریافت نمی‌کنید.
10:18
there's redundancy in the network
179
618330
2000
افزونگی در شبکه وجود دارد.
10:20
that can actually recover the missing information.
180
620330
3000
که در واقع می‌تواند اطلاعات ازدست رفته را بازیابی کند.
10:23
It makes the brain inherently robust.
181
623330
3000
این مغز به طور ذاتی قوی است.
10:26
What you have here is a system where you store data locally.
182
626330
3000
آنچه اینجا دارید سیستمی است که داده‌ها را به صورت محلی ذخیره می‌کنید.
10:29
And it's brittle, because each of these steps has to be flawless,
183
629330
4000
و شکننده است زیرا هر یک از این مراحل باید بی‌عیب و نقص باشد.
10:33
otherwise you lose that data, whereas in the brain, you have a system
184
633330
3000
در غیر این صورت اطلاعات را از دست می‌دهید، در حالی که در مغز،
10:36
that stores data in a distributed way, and it's robust.
185
636330
4000
سیستمی دارید که داده‌ها را به صورت توزیع شده ذخیره می‌کند و قدرتمند است.
10:40
What I want to basically talk about is my dream,
186
640330
4000
انچه که اساسا می‌خواهم راجع به آن صحبت کنم رویای من است،
10:44
which is to build a computer that works like the brain.
187
644330
3000
که ساختن کامپیوتری است که مانند مغز کار کند.
10:47
This is something that we've been working on for the last couple of years.
188
647330
4000
این چیزی است که طی چند سال گذشته روی آن کار کرده‌ایم.
10:51
And I'm going to show you a system that we designed
189
651330
3000
و قصد دارم به شما سیستمی که برای
10:54
to model the retina,
190
654330
3000
طراحی شبکیه طراحی کرده‌ایم را نشان دهم.
10:57
which is a piece of brain that lines the inside of your eyeball.
191
657330
5000
که قطعه‌ای از مغز است که در داخل چشم قرار دارد.
11:02
We didn't do this by actually writing code, like you do in a computer.
192
662330
6000
ما این کار را با نوشتن کد انجام ندادیم مثل چیزی که شما در کامپیوتر انجام می‌دهید.
11:08
In fact, the processing that happens
193
668330
3000
درحقیقت پردازش‌هایی که در آن قسمت کوچکی
11:11
in that little piece of brain is very similar
194
671330
2000
از مغز اتفاق می‌افتد بسیار شبیه نوع پردازش
11:13
to the kind of processing that computers
195
673330
1000
کامپیوتری است
11:14
do when they stream video over the Internet.
196
674330
4000
که هنگام پخش ویدئو در اینترنت انجام می‌شود.
11:18
They want to compress the information --
197
678330
1000
آنها قصد فشرده سازی اطلاعات را دارند --
11:19
they just want to send the changes, what's new in the image, and so on --
198
679330
4000
آنها فقط می‌خواهند تغییرات را ارسال کنند، آنچه که جدید است در این تصویرو --
11:23
and that is how your eyeball
199
683330
3000
و این است که چشمان شما
11:26
is able to squeeze all that information down to your optic nerve,
200
686330
3000
قادر به گنجاندن تمام اطلاعات به عصب بینایی شما است،
11:29
to send to the rest of the brain.
201
689330
2000
برای ارسال به بقیه مغز.
11:31
Instead of doing this in software, or doing those kinds of algorithms,
202
691330
3000
به جای انجام این کار در نرم افزار یا انجام این نوع الگوریتم‌ها،
11:34
we went and talked to neurobiologists
203
694330
3000
ما رفتیم و با متخصصان نوروفیزیولوژی صحبت کردیم
11:37
who have actually reverse engineered that piece of brain that's called the retina.
204
697330
4000
که در واقع معکوس آن قسمت از مغز را که شبکیه نامیده می‌شود، طراحی کرده‌اند.
11:41
And they figured out all the different cells,
205
701330
2000
و آنها همه سلول‌های مختلف را تشخیص دادند،
11:43
and they figured out the network, and we just took that network
206
703330
3000
‌ شبکه را تشخیص دادند، و ما فقط آن شبکه را گرفتیم
11:46
and we used it as the blueprint for the design of a silicon chip.
207
706330
4000
و از طرح آن برای طراحی یک سیلیکون استفاده کردیم.
11:50
So now the neurons are represented by little nodes or circuits on the chip,
208
710330
6000
پس در حال حاضر نورون‌ها توسط گره‌ها یا مدارهای کوچک روی تراشه نشان داده می‌شوند،
11:56
and the connections among the neurons are represented, actually modeled by transistors.
209
716330
5000
وارتباطات میان نورون‌ها نشان داده، درواقع با ترانزیستورها نمایش داده شده است.
12:01
And these transistors are behaving essentially
210
721330
2000
واین ترانزیستورها اساسا درست مثل رفتار
12:03
just like ion channels behave in the brain.
211
723330
3000
کانال‌های یونی در مغز رفتار می‌کنند.
12:06
It will give you the same kind of robust architecture that I described.
212
726330
5000
این به شما یک نوع از معماری قوی را که من شرح دادم نشان می‌دهد.
12:11
Here is actually what our artificial eye looks like.
213
731330
4000
اینجا درواقع چشمان مصنوعی ما به نظر می‌رسد.
12:15
The retina chip that we designed sits behind this lens here.
214
735330
5000
تراشه شبکیه‌ای که ما طراحی کردیم در پشت این لنز قرار دارد.
12:20
And the chip -- I'm going to show you a video
215
740330
2000
و تراشه -- من می‌خواهم به شما ویدیویی نشان دهم
12:22
that the silicon retina put out of its output
216
742330
3000
که شبکیه سیلیکونی خروجی خود را هنگامی
12:25
when it was looking at Kareem Zaghloul,
217
745330
3000
که به کریم زاقلول نگاه می‌کرده منتشر کرده،
12:28
who's the student who designed this chip.
218
748330
2000
دانش‌آموزی است که این تراشه را طراحی کرده است.
12:30
Let me explain what you're going to see, OK,
219
750330
2000
بگذارید توضیح دهم که چه چیزی را می‌بینید،
12:32
because it's putting out different kinds of information,
220
752330
3000
زیرا اطلاعات مختلفی را در اختیار شما قرار می‌دهد،
12:35
it's not as straightforward as a camera.
221
755330
2000
این به عنوان نگاه مستقیم به دوربین نیست.
12:37
The retina chip extracts four different kinds of information.
222
757330
3000
تراشه شبکیه چهار نوع اطلاعات مختلف را استخراج می‌کند.
12:40
It extracts regions with dark contrast,
223
760330
3000
این مناطق را با تضاد تیره استخراج می‌کند،
12:43
which will show up on the video as red.
224
763330
3000
که در ویدیو به صورت قرمز نشان داده خواهد شد.
12:46
And it extracts regions with white or light contrast,
225
766330
4000
و مناطق را با تضاد سفید یا روشنی استخراج می‌کند،
12:50
which will show up on the video as green.
226
770330
2000
که در ویدیو به صورت سبز نمایش داده خواهد شد.
12:52
This is Kareem's dark eyes
227
772330
2000
اینها چشمان تیره کریم هستند
12:54
and that's the white background that you see here.
228
774330
3000
و این زمینه سفید که در اینجا مشاهده می‌کنید.
12:57
And then it also extracts movement.
229
777330
2000
وسپس آن حرکت را استخراج می‌کند.
12:59
When Kareem moves his head to the right,
230
779330
2000
وقتی کریم سر خود را به راست حرکت می‌دهد،
13:01
you will see this blue activity there;
231
781330
2000
شما این فعالیت آبی را در آنجا خواهید دید.
13:03
it represents regions where the contrast is increasing in the image,
232
783330
3000
آن مناطقی را نشان می‌دهد که در آن تضاد رنگی در تصویر افزایش می‌یابد.
13:06
that's where it's going from dark to light.
233
786330
3000
آن جایی است که از تیرگی به روشنی می‌رود.
13:09
And you also see this yellow activity,
234
789330
2000
و همچنین این فعالیت زرد را می‌بینید،
13:11
which represents regions where contrast is decreasing;
235
791330
4000
که نشان دهنده مناطقی است که تضاد در حال کاهش است؛
13:15
it's going from light to dark.
236
795330
2000
از روشنی به تیرگی می‌رود.
13:17
And these four types of information --
237
797330
3000
و این چهار نوع اطلاعات عصب بینایی شما --
13:20
your optic nerve has about a million fibers in it,
238
800330
4000
حدود یک میلیون الیاف در آن وجود دارد،
13:24
and 900,000 of those fibers
239
804330
3000
و ۹۰۰٫۰۰۰ آن الیاف‌ها
13:27
send these four types of information.
240
807330
2000
این چهار نوع اطلاعات را ارسال می‌کنند.
13:29
So we are really duplicating the kind of signals that you have on the optic nerve.
241
809330
4000
بنابراین ما واقعا نوع سیگنال‌هایی را که شما بر روی عصب بینایی دارید کپی می‌کنیم.
13:33
What you notice here is that these snapshots
242
813330
3000
آنچه در اینجا متوجه شده‌اید این است که این عکس‌های فوری
13:36
taken from the output of the retina chip are very sparse, right?
243
816330
4000
از خروجی تراشه شبکیه بسیار پراکنده هستند. درسته؟
13:40
It doesn't light up green everywhere in the background,
244
820330
2000
این سبز در همه جا در پس زمینه روشن نیست،
13:42
only on the edges, and then in the hair, and so on.
245
822330
3000
فقط در لبه ها وسپس در مو وغیره.
13:45
And this is the same thing you see
246
825330
1000
واین همان چیزی است که می‌بینید
13:46
when people compress video to send: they want to make it very sparse,
247
826330
4000
وقتی مردم ویدیو رابرای ارسال فشرده می‌کنند می‌خواهند آن را بسیار پراکنده کنند،
13:50
because that file is smaller. And this is what the retina is doing,
248
830330
3000
زیرا این فایل کوچکتر است و چیزی است که شبکیه انجام می‌دهد.
13:53
and it's doing it just with the circuitry, and how this network of neurons
249
833330
4000
و آن را فقط با مدار انجام می‌دهد، و چگونه این شبکه اعصاب
13:57
that are interacting in there, which we've captured on the chip.
250
837330
3000
که در آن تعامل دارند که ما در تراشه به دست آوردیم.
14:00
But the point that I want to make -- I'll show you up here.
251
840330
3000
اما نکته‌ای که می‌خواهم اشاره کنم -- من اینجا را نشان می‌دهم.
14:03
So this image here is going to look like these ones,
252
843330
3000
بنابراین این تصویر در اینجا به نظر می‌رسد مانند این یکی باشد،
14:06
but here I'll show you that we can reconstruct the image,
253
846330
2000
اما در اینجا من به شما نشان خواهم داد می‌توانیم تصویر را بازسازی کنیم،
14:08
so, you know, you can almost recognize Kareem in that top part there.
254
848330
5000
خب می‌دانید، می‌توانید تقریبا کریم را در قسمت بالای آن ببینید.
14:13
And so, here you go.
255
853330
2000
وخب این هم از این.
خُب، این یک ایده است.
وقتی هنوز ایستاده‌اید فقط تضاد روشنی وتیرگی را می‌بینید.
اما وقتی به عقب و جلو حرکت می‌کند،
شبکیه این تغییرات را بر می‌دارد.
14:24
Yes, so that's the idea.
256
864330
3000
و می‌دانید چرا هنگامی که در اینجا نشسته‌اید
14:27
When you stand still, you just see the light and dark contrasts.
257
867330
2000
14:29
But when it's moving back and forth,
258
869330
2000
و چیزی در پس زمینه شما اتفاق می‌افتد،
14:31
the retina picks up these changes.
259
871330
3000
شما صرفا چشم خود را به سمتش حرکت می‌دهید.
سلولهایی هستند که تغییر را تشخیص می‌دهند
14:34
And that's why, you know, when you're sitting here
260
874330
1000
14:35
and something happens in your background,
261
875330
2000
و شما توجه خود را به آن منتقل می‌کنید.
14:37
you merely move your eyes to it.
262
877330
2000
بنابراین آنها برای گرفتن کسی که سعی
در دزدیدن شما دارد بسیار مهم هستند.
14:39
There are these cells that detect change
263
879330
2000
اجازه دهید بحثم را با این گذاره تمام کنم که این چیزی است که اتفاق می‌افتد
14:41
and you move your attention to it.
264
881330
2000
14:43
So those are very important for catching somebody
265
883330
2000
زمانی که شما آفریقا را در یک پیانو قرار دهید خب.
14:45
who's trying to sneak up on you.
266
885330
2000
14:47
Let me just end by saying that this is what happens
267
887330
3000
این یک درام استیل است که اصلاح شده است.
14:50
when you put Africa in a piano, OK.
268
890330
3000
این چیزی است که زمانی که شما آفریقا را در پیانو قرار دهید اتفاق می‌افتد.
14:53
This is a steel drum here that has been modified,
269
893330
3000
و آنچه مایلم انجام دهیم این است که آفریقا را در زمره تولید رایانه قرار دهیم،
14:56
and that's what happens when you put Africa in a piano.
270
896330
3000
و با نوع جدیدی از کامپیوتر
14:59
And what I would like us to do is put Africa in the computer,
271
899330
4000
که تفکر، تصور، خلاقیت و چیزهایی مثل آن را شامل شود.
متشکرم.
15:03
and come up with a new kind of computer
272
903330
2000
(تشویق)
15:05
that will generate thought, imagination, be creative and things like that.
273
905330
3000
15:08
Thank you.
274
908330
2000
15:10
(Applause)
275
910330
2000
کریس اندرسون: یه سوال کوابنا.
15:12
Chris Anderson: Question for you, Kwabena.
276
912330
2000
15:14
Do you put together in your mind the work you're doing,
277
914330
4000
آیا کارهایی را انجام می‌دهید که در ذهن دارید،
15:18
the future of Africa, this conference --
278
918330
3000
آینده آفریقا، این همایش --
15:21
what connections can we make, if any, between them?
279
921330
3000
چه ارتباطاتی می‌توانیم بین آنهاایجاد کنیم؟
15:24
Kwabena Boahen: Yes, like I said at the beginning,
280
924330
2000
کوابنا بوهن: بله همانطور که در ابتدا گفتم
15:26
I got my first computer when I was a teenager, growing up in Accra.
281
926330
4000
من اولین رایانه‌ام را در نوجوان در اکرا گرفتم
15:30
And I had this gut reaction that this was the wrong way to do it.
282
930330
4000
و این واکنش احساسی راداشتم که کار اشتباهی بود.
15:34
It was very brute force; it was very inelegant.
283
934330
3000
روش احساس بسیار قدرتمند و ناهنجاری بود.
15:37
I don't think that I would've had that reaction,
284
937330
2000
من فکر نمی‌کنم که این واکنش را داشتم،
15:39
if I'd grown up reading all this science fiction,
285
939330
3000
اگر با خواندن همه تخیلات علمی،
15:42
hearing about RD2D2, whatever it was called, and just -- you know,
286
942330
4000
شنیدن راجع به RD2D2 بزرگ می‌شدم. هرآنچه که نامیده می‌شود و شما می‌دانید،
15:46
buying into this hype about computers.
287
946330
1000
اعتیاد به مواد مخدر در مورد کامپیوترها
15:47
I was coming at it from a different perspective,
288
947330
2000
من از دیدگاه متفاوت به آن رسیدم،
15:49
where I was bringing that different perspective
289
949330
2000
جایی که این دیدگاه متفاوت را به وجود آوردم
15:51
to bear on the problem.
290
951330
2000
تا مشکل را برطرف کنم.
15:53
And I think a lot of people in Africa have this different perspective,
291
953330
3000
و فکر می‌کنم بسیاری از مردم در آفریقا این دیدگاه متفاوت را دارند،
15:56
and I think that's going to impact technology.
292
956330
2000
و فکر می‌کنم این فناوری را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد.
15:58
And that's going to impact how it's going to evolve.
293
958330
2000
وآن را تحت تاثیر قرار می‌دهد تا چگونگی تکامل آن را تغییر دهد.
16:00
And I think you're going to be able to see, use that infusion,
294
960330
2000
فکر می‌کنم شما می توانید ببینید،
16:02
to come up with new things,
295
962330
2000
با کمک آن تزریق چیزهای جدیدی می‌آید،
16:04
because you're coming from a different perspective.
296
964330
3000
زیرا شما از زاویه دیگری نگاه می‌کنید.
16:07
I think we can contribute. We can dream like everybody else.
297
967330
4000
فکر می‌کنم می‌توانیم کمک کنیم. می‌توانیم مثل هر کس دیگری آرزو کنیم.
16:11
CA: Thanks Kwabena, that was really interesting.
298
971330
2000
ک ا: ممنونم کوابنا. خیلی جالب بود.
16:13
Thank you.
299
973330
1000
متشکرم.
16:14
(Applause)
300
974330
2000
(تشویق)
درباره این وب سایت

این سایت ویدیوهای یوتیوب را به شما معرفی می کند که برای یادگیری زبان انگلیسی مفید هستند. دروس انگلیسی را خواهید دید که توسط معلمان درجه یک از سراسر جهان تدریس می شود. روی زیرنویس انگلیسی نمایش داده شده در هر صفحه ویدیو دوبار کلیک کنید تا ویدیو از آنجا پخش شود. زیرنویس‌ها با پخش ویدیو همگام می‌شوند. اگر نظر یا درخواستی دارید، لطفا با استفاده از این فرم تماس با ما تماس بگیرید.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7