Kwabena Boahen: Making a computer that works like the brain

96,376 views ・ 2008-07-30

TED


אנא לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית למטה כדי להפעיל את הסרטון.

מתרגם: Roy Freifeld מבקר: Sigal Tifferet
00:18
I got my first computer when I was a teenager growing up in Accra,
0
18330
5000
קיבלתי את המחשב הראשון שלי כשהייתי נער מתבגר באקרה,
00:23
and it was a really cool device.
1
23330
3000
וזה היה מכשיר מאוד מגניב
00:26
You could play games with it. You could program it in BASIC.
2
26330
5000
יכולת לשחק איתו משחקים, יכולת לתכנת אותו ב"בייסיק".
00:31
And I was fascinated.
3
31330
2000
והייתי מרותק.
00:33
So I went into the library to figure out how did this thing work.
4
33330
6000
אז הלכתי לספריה להבין איך הדבר הזה עובד.
00:39
I read about how the CPU is constantly shuffling data back and forth
5
39330
5000
קראתי על איך המעבד מתמרן מידע הלוך ושוב כל הזמן
00:44
between the memory, the RAM and the ALU,
6
44330
4000
בין הדיסק, הזיכרון וה ALU,
00:48
the arithmetic and logic unit.
7
48330
2000
יחידת העיבוד המתמטית.
00:50
And I thought to myself, this CPU really has to work like crazy
8
50330
4000
וחשבתי לעצמי, המעבד הזה צריך לעבוד כמו משוגע
00:54
just to keep all this data moving through the system.
9
54330
4000
רק בשביל לשמור על כל המידע הזה זורם במערכת.
00:58
But nobody was really worried about this.
10
58330
3000
אבל אף אחד לא היה מודאג מזה.
01:01
When computers were first introduced,
11
61330
2000
כשהמחשבים הוצגו לראשונה,
01:03
they were said to be a million times faster than neurons.
12
63330
3000
נאמר שהם מהירים פי מיליון מניורונים.
01:06
People were really excited. They thought they would soon outstrip
13
66330
5000
אנשים ממש התרגשו, הם חשבו שהם במהרה יתעלו
01:11
the capacity of the brain.
14
71330
3000
על היכולת של המוח.
01:14
This is a quote, actually, from Alan Turing:
15
74330
3000
זהו ציטוט, למען האמת, של אלן טיורינג:
01:17
"In 30 years, it will be as easy to ask a computer a question
16
77330
4000
"בעוד 30 שנה, יהיה קל לשאול את המחשב שאלה כמו שקל
01:21
as to ask a person."
17
81330
2000
לשאול אדם.
01:23
This was in 1946. And now, in 2007, it's still not true.
18
83330
7000
זה היה ב-1946. והיום ב-2007, זה עדיין לא נכון.
01:30
And so, the question is, why aren't we really seeing
19
90330
4000
השאלה היא, למה אנחנו לא רואים
01:34
this kind of power in computers that we see in the brain?
20
94330
4000
במחשבים את אותה העוצמה שאנחנו רואים במוח?
01:38
What people didn't realize, and I'm just beginning to realize right now,
21
98330
4000
מה שאנשים לא הבינו, ואני מתחיל להבין עכשיו,
01:42
is that we pay a huge price for the speed
22
102330
2000
זה שאנחנו משלמים מכיר כבד בשביל המהירות,
01:44
that we claim is a big advantage of these computers.
23
104330
4000
שאנחנו טוענים שהיא היתרון הגדול של המחשבים.
01:48
Let's take a look at some numbers.
24
108330
2000
בואו נסתכל על כמה מספרים.
01:50
This is Blue Gene, the fastest computer in the world.
25
110330
4000
זהו בלו ג'ין (Blue Gene), המחשב המהיר בעולם.
01:54
It's got 120,000 processors; they can basically process
26
114330
5000
יש לו 120,000 מעבדים. הם יכולים בעיקרון לעבד
01:59
10 quadrillion bits of information per second.
27
119330
3000
10 קואדריליון ביטים של מידע בשניה.
02:02
That's 10 to the sixteenth. And they consume one and a half megawatts of power.
28
122330
7000
זה 10 בחזקת 16. והם מכלים חצי מגה וואט של כוח.
02:09
So that would be really great, if you could add that
29
129330
3000
אז זה היה ממש נפלא אם יכולנו להוסיף את זה
02:12
to the production capacity in Tanzania.
30
132330
2000
ליכולת הייצור של טנזניה.
02:14
It would really boost the economy.
31
134330
2000
זה היה ממש מקפיץ את הכלכלה.
02:16
Just to go back to the States,
32
136330
4000
אם נחזור לארה"ב,
02:20
if you translate the amount of power or electricity
33
140330
2000
אם נתרגם את כמות הכוח או החשמל
02:22
this computer uses to the amount of households in the States,
34
142330
3000
בהם המחשב הזה משתמש לכמות בתי אב בארה"ב,
02:25
you get 1,200 households in the U.S.
35
145330
4000
נקבל 1,200 בתי אב,
02:29
That's how much power this computer uses.
36
149330
2000
זו כמות הכוח שהמחשב הזה צורך.
02:31
Now, let's compare this with the brain.
37
151330
3000
עכשיו, בואו נשווה את זה למוח.
02:34
This is a picture of, actually Rory Sayres' girlfriend's brain.
38
154330
5000
זו תמונה למעשה, של המוח של החברה של רורי סיירס.
02:39
Rory is a graduate student at Stanford.
39
159330
2000
רורי הוא סטודנט לתואר מתקדם בסטנפורד.
02:41
He studies the brain using MRI, and he claims that
40
161330
4000
הוא חוקר את המוח באמצעות MRI, והוא טוען
02:45
this is the most beautiful brain that he has ever scanned.
41
165330
3000
שזה המוח הכי יפה שהוא אי פעם סרק.
02:48
(Laughter)
42
168330
2000
(צחוק)
02:50
So that's true love, right there.
43
170330
3000
אז זו אהבת אמת.
02:53
Now, how much computation does the brain do?
44
173330
3000
עכשיו, כמה חישובים המוח עושה?
02:56
I estimate 10 to the 16 bits per second,
45
176330
2000
אני מעריך ש-10 בחזקת 16 ביט לשניה
02:58
which is actually about very similar to what Blue Gene does.
46
178330
4000
שזה בעצם מאוד דומה למה שבלו ג'ין עושה
03:02
So that's the question. The question is, how much --
47
182330
2000
אז זו השאלה. השאלה היא כמה --
03:04
they are doing a similar amount of processing, similar amount of data --
48
184330
3000
הם מבצעים כמות חישובים זהה, כמות מידע זהה --
03:07
the question is how much energy or electricity does the brain use?
49
187330
5000
השאלה היא בכמה אנרגיה או חשמל משתמש המוח?
03:12
And it's actually as much as your laptop computer:
50
192330
3000
ולמען האמת, היא כמו של המחשב הנייד שלכם.
03:15
it's just 10 watts.
51
195330
2000
היא רק 10 וואט.
03:17
So what we are doing right now with computers
52
197330
3000
אז מה שאנחנו עושים עכשיו עם מחשבים,
03:20
with the energy consumed by 1,200 houses,
53
200330
3000
עם אנרגיה זהה לזו של 1,200 בתים,
03:23
the brain is doing with the energy consumed by your laptop.
54
203330
5000
המוח עושה בעזרת האנרגיה של המחשב הנייד שלכם.
03:28
So the question is, how is the brain able to achieve this kind of efficiency?
55
208330
3000
אז השאלה היא, איך המוח מצליח להגיע ליעילות כזו?
03:31
And let me just summarize. So the bottom line:
56
211330
2000
ותנו לי רק לסכם. אז השורה האחרונה היא:
03:33
the brain processes information using 100,000 times less energy
57
213330
4000
המוח מעבד אינפורמציה בעזרת 100,000 פעמים פחות אנרגיה
03:37
than we do right now with this computer technology that we have.
58
217330
4000
מאשר טכנולוגית המחשבים שאנחנו משתמשים בה כרגע
03:41
How is the brain able to do this?
59
221330
2000
איך המוח מסוגל לעשות זאת?
03:43
Let's just take a look about how the brain works,
60
223330
3000
בואו נסתכל על איך שהמוח עובד,
03:46
and then I'll compare that with how computers work.
61
226330
4000
ואז אני אשווה זאת עם איך שמחשבים עובדים.
03:50
So, this clip is from the PBS series, "The Secret Life of the Brain."
62
230330
4000
אז הקליפ הזה הוא מרשת PBS, "החיים הסודיים של המוח"
03:54
It shows you these cells that process information.
63
234330
3000
הוא מראה לכם את התאים האלה שמעבדים אינפורמציה
03:57
They are called neurons.
64
237330
1000
הם נקראים נוירונים.
03:58
They send little pulses of electricity down their processes to each other,
65
238330
6000
הם שולחים פעימות קטנות של חשמל חיבורים אחד לשני,
04:04
and where they contact each other, those little pulses
66
244330
2000
ובחיבור ביניהם, הפעימות הקטנות האלה
04:06
of electricity can jump from one neuron to the other.
67
246330
2000
של חשמל יכולות לקפוץ מנוירון אחד לשני.
04:08
That process is called a synapse.
68
248330
3000
חיבור זה נקרא סינפסה.
04:11
You've got this huge network of cells interacting with each other --
69
251330
2000
יש לכם רשת ענקית של תאים המתקשרים אחד עם השני,
04:13
about 100 million of them,
70
253330
2000
בערך 100 מיליון,
04:15
sending about 10 quadrillion of these pulses around every second.
71
255330
4000
שולחים בערך 10 קוואדריליון פעימות בכל שניה.
04:19
And that's basically what's going on in your brain right now as you're watching this.
72
259330
6000
וזה בעיקרון מה שקורה במוח שלכם ברגע זה כשאתם צופים בזה.
04:25
How does that compare with the way computers work?
73
265330
2000
איך זה משתווה לדרך בה מחשבים עובדים?
04:27
In the computer, you have all the data
74
267330
2000
במחשב יש לכם את כל המידע
04:29
going through the central processing unit,
75
269330
2000
עוברים דרך המעבד המרכזי,
04:31
and any piece of data basically has to go through that bottleneck,
76
271330
3000
וכל פיסת מידע בעיקרון צריכה לעבור דרך צוואר הבקבוק הזה.
04:34
whereas in the brain, what you have is these neurons,
77
274330
4000
ואילו במוח, מה שיש הם הניורונים האלו
04:38
and the data just really flows through a network of connections
78
278330
4000
והמידע בעצם זורם דרך רשת של קישורים
04:42
among the neurons. There's no bottleneck here.
79
282330
2000
בין הניורונים, אין צוואר בקבוק.
04:44
It's really a network in the literal sense of the word.
80
284330
4000
זו באמת "עבודת רשת" (network) במלוא מובן המילה.
04:48
The net is doing the work in the brain.
81
288330
4000
הרשת עושה את העבודה.
04:52
If you just look at these two pictures,
82
292330
2000
אם רק תסתכלו על שתי התמונות האלו,
04:54
these kind of words pop into your mind.
83
294330
2000
אלו המילים שקופצות לראש.
04:56
This is serial and it's rigid -- it's like cars on a freeway,
84
296330
4000
זה טורי ונוקשה. כמו מכוניות בכביש מהיר --
05:00
everything has to happen in lockstep --
85
300330
3000
הכל צריך לקרות בסדר נוקשה.
05:03
whereas this is parallel and it's fluid.
86
303330
2000
לעומת זאת זה מקבילי וזורם.
05:05
Information processing is very dynamic and adaptive.
87
305330
3000
עיבוד מידע הוא מאוד דינמי וגמיש.
05:08
So I'm not the first to figure this out. This is a quote from Brian Eno:
88
308330
4000
אז אני לא הראשון שהבין זאת. זהו ציטוט של בריאן אנו:
05:12
"the problem with computers is that there is not enough Africa in them."
89
312330
4000
"הבעיה עם מחשבים היא שאין בהם מספיק אפריקה."
05:16
(Laughter)
90
316330
6000
(צחוק)
05:22
Brian actually said this in 1995.
91
322330
3000
האמת שבריאן אמר את זה ב- 1995.
05:25
And nobody was listening then,
92
325330
3000
ואף אחד לא הקשיב אז,
05:28
but now people are beginning to listen
93
328330
2000
אבל עכשיו אנשים מתחילים להקשיב
05:30
because there's a pressing, technological problem that we face.
94
330330
5000
בגלל שיש מולנו בעיה טכנולוגית לוחצת,
05:35
And I'll just take you through that a little bit in the next few slides.
95
335330
5000
ואני רק אסביר לכם את זה קצת בשקופיות הבאות.
05:40
This is -- it's actually really this remarkable convergence
96
340330
4000
זה -- זה בעצם שילוב מדהים
05:44
between the devices that we use to compute in computers,
97
344330
5000
בין הכלי שאנחנו משתמשים בו לחשב במחשבים,
05:49
and the devices that our brains use to compute.
98
349330
4000
לבין הכלי שהמוח שלנו משתמש בו לחשב.
05:53
The devices that computers use are what's called a transistor.
99
353330
4000
הכלי שהמחשבים משתמשים בו נקרא טרנזיסטור.
05:57
This electrode here, called the gate, controls the flow of current
100
357330
4000
האלקטרודה הזאת, נקראת שער, שולטת בזרם החשמלי
06:01
from the source to the drain -- these two electrodes.
101
361330
3000
מהמקור לשפך, שתי האלקטרודות האלה.
06:04
And that current, electrical current,
102
364330
2000
והזרם הזה, זרם חשמלי,
06:06
is carried by electrons, just like in your house and so on.
103
366330
6000
נישא על ידי אלקטרונים, בדיוק כמו אצלכם בבית.
06:12
And what you have here is, when you actually turn on the gate,
104
372330
5000
ומה שיש לכם פה, כשאתם פותחים את השער,
06:17
you get an increase in the amount of current, and you get a steady flow of current.
105
377330
4000
אתם מקבלים עליה בכמות הזרם, ואתם מקבלים זרם קבוע.
06:21
And when you turn off the gate, there's no current flowing through the device.
106
381330
4000
וכשאתם סוגרים את השער, אין כלל זרם במכשיר.
06:25
Your computer uses this presence of current to represent a one,
107
385330
5000
המחשב שלכם משתמש בנוכחות הזרם כדי לייצג אחד,
06:30
and the absence of current to represent a zero.
108
390330
4000
ואת היעדר הזרם כדי לייצג אפס.
06:34
Now, what's happening is that as transistors are getting smaller and smaller and smaller,
109
394330
6000
עכשיו, מה שקורה זה שככל שהטרנזיסטורים קטנים וקטנים,
06:40
they no longer behave like this.
110
400330
2000
הם כבר לא מתנהגים ככה.
06:42
In fact, they are starting to behave like the device that neurons use to compute,
111
402330
5000
בעצם, הם מתחילים להתנהג כמו הכלים בהם הנוירונים משתמשים כדי לחשב,
06:47
which is called an ion channel.
112
407330
2000
שנקראים תעלות יונים.
06:49
And this is a little protein molecule.
113
409330
2000
וזו מולקולת חלבון קטנה.
06:51
I mean, neurons have thousands of these.
114
411330
4000
אני מתכוון, לנוירונים יש כאלה באלפים.
06:55
And it sits in the membrane of the cell and it's got a pore in it.
115
415330
4000
וזה יושב בממברנה של התא ויש בו נקבובית.
06:59
And these are individual potassium ions
116
419330
3000
ואלו יוני אשלגן בודדים,
07:02
that are flowing through that pore.
117
422330
2000
שזורמים דרך הנקבובית.
07:04
Now, this pore can open and close.
118
424330
2000
עכשיו, הנקבובית הזו יכולה להיסגר ולהיפתח.
07:06
But, when it's open, because these ions have to line up
119
426330
5000
אבל, כשהיא פתוחה, בגלל שהיונים האלו צריכים להסתדר בשורה
07:11
and flow through, one at a time, you get a kind of sporadic, not steady --
120
431330
5000
ולזרום אחד אחד, אתם מקבלים אי סדר, חוסר יציבות -
07:16
it's a sporadic flow of current.
121
436330
3000
זרימת חשמל לא סדירה.
07:19
And even when you close the pore -- which neurons can do,
122
439330
3000
וגם כשאתם סוגרים את הנקבובית -- מה שהנוירונים יכולים לעשות,
07:22
they can open and close these pores to generate electrical activity --
123
442330
5000
הם יכולים לסגור ולפתוח את הנקבוביות האלה כדי לייצר פעילות חשמלית --
07:27
even when it's closed, because these ions are so small,
124
447330
3000
גם כשזה סגור, בגלל שהיונים האלו כל כך קטנים,
07:30
they can actually sneak through, a few can sneak through at a time.
125
450330
3000
הם יכולים להתגנב פנימה, כמה יכולים להתגנב פנימה כל פעם.
07:33
So, what you have is that when the pore is open,
126
453330
3000
אז כשהנקבובית פתוחה,
07:36
you get some current sometimes.
127
456330
2000
אתם מקבלים קצת זרם מדי פעם.
07:38
These are your ones, but you've got a few zeros thrown in.
128
458330
3000
אלה האחדים שלכם, אבל אתם מקבלים כמה אפסים בכל זאת.
07:41
And when it's closed, you have a zero,
129
461330
4000
וכשזה סגור, אתם מקבלים אפס,
07:45
but you have a few ones thrown in.
130
465330
3000
אבל אתם מקבלים קצת אחדים, אוקי.
07:48
Now, this is starting to happen in transistors.
131
468330
3000
עכשיו, זה מתחיל לקרות בטרנזיסטורים.
07:51
And the reason why that's happening is that, right now, in 2007 --
132
471330
5000
והסיבה שהדבר הזה קורה, היא שעכשיו בשנת 2007,
07:56
the technology that we are using -- a transistor is big enough
133
476330
4000
הטכנולוגיה בה אנחנו משתמשים, הטרנזיסטור גדול מספיק
08:00
that several electrons can flow through the channel simultaneously, side by side.
134
480330
5000
שכמה אלקטרונים יכולים לזרום דרך התעלה בו זמנית, אחד לצד השני.
08:05
In fact, there's about 12 electrons can all be flowing this way.
135
485330
4000
למעשה, יש בערך 12 אלקטרונים שיכולים לזרום בכיוון זה.
08:09
And that means that a transistor corresponds
136
489330
2000
וזה אומר שהטרנזיסטור מתאים
08:11
to about 12 ion channels in parallel.
137
491330
3000
לבערך 12 ערוצי יונים במקביל.
08:14
Now, in a few years time, by 2015, we will shrink transistors so much.
138
494330
5000
עכשיו, בעוד כמה שנים, עד 2015, אנחנו נכווץ את הטרנזיסטורים כל כך.
08:19
This is what Intel does to keep adding more cores onto the chip.
139
499330
5000
זה מה שאינטל עושה כדי להמשיך להוסיף ליבות על השבב,
08:24
Or your memory sticks that you have now can carry one gigabyte
140
504330
3000
או כרטיסי הזיכרון שיש לכם עכשיו שיכולים לאחסן ג'יגה בייט אחד
08:27
of stuff on them -- before, it was 256.
141
507330
2000
של נתונים עליהם -- לפני שזה היה 256.
08:29
Transistors are getting smaller to allow this to happen,
142
509330
3000
טרנסיזטורים נעשים קטנים יותר, ומאפשרים לזה לקרות,
08:32
and technology has really benefitted from that.
143
512330
3000
והטכנולוגיה ממש הרוויחה מזה.
08:35
But what's happening now is that in 2015, the transistor is going to become so small,
144
515330
5000
אבל מה שקורה עכשיו זה שעד 2015, הטרנזיסטורים עומדים להיות כל כך קטנים,
08:40
that it corresponds to only one electron at a time
145
520330
3000
שהם יתאימו לאלקטרון אחד בלבד בכל זמן
08:43
can flow through that channel,
146
523330
2000
שזורם דרך התעלה,
08:45
and that corresponds to a single ion channel.
147
525330
2000
וזה מתאים לתעלת יונים אחת.
08:47
And you start having the same kind of traffic jams that you have in the ion channel.
148
527330
4000
ואתם מתחילים לקבל את אותם פקקי תנועה שיש לכם בתעלות היונים,
08:51
The current will turn on and off at random,
149
531330
3000
הזרם ידלק ויכבה רנדומלית
08:54
even when it's supposed to be on.
150
534330
2000
אפילו כשהוא אמור להיות דולק.
08:56
And that means your computer is going to get
151
536330
2000
וזה אומר שהמחשב שלכם הולך לקבל
08:58
its ones and zeros mixed up, and that's going to crash your machine.
152
538330
4000
בלבול של אחדים ואפסים, וזה הולך לגרום למכונה שלכם לקרוס.
09:02
So, we are at the stage where we
153
542330
4000
אז, אנחנו בשלב בו אנחנו
09:06
don't really know how to compute with these kinds of devices.
154
546330
3000
לא באמת יודעים לחשב עם כלים מסוג כזה.
09:09
And the only kind of thing -- the only thing we know right now
155
549330
3000
והסוג היחיד, הדבר שאנחנו מכירים כרגע,
09:12
that can compute with these kinds of devices are the brain.
156
552330
3000
שיודע לחשב בעזרת כלים כאלה, הוא המוח.
09:15
OK, so a computer picks a specific item of data from memory,
157
555330
4000
אוקי, אז מחשב שולך פיסת מידע מסויימת מהזיכרון,
09:19
it sends it into the processor or the ALU,
158
559330
3000
הוא שולח את זה למעבד או ל ALU,
09:22
and then it puts the result back into memory.
159
562330
2000
ואז הוא מכניס את התוצאות חזרה לזיכרון.
09:24
That's the red path that's highlighted.
160
564330
2000
זה הנתיב האדום המודגש.
09:26
The way brains work, I told you all, you have got all these neurons.
161
566330
4000
הדרך בה מוחות פועלים, יש לכם את כל הניורונים האלה.
09:30
And the way they represent information is
162
570330
2000
והדרך בה הם מייצגים מידע הוא
09:32
they break up that data into little pieces
163
572330
2000
שהם מפרקים את המידע לחתיכות קטנות
09:34
that are represented by pulses and different neurons.
164
574330
3000
שמיוצגות על ידי פולסים וניורונים שונים.
09:37
So you have all these pieces of data
165
577330
2000
אז יש לכם את כל פיסות המידע הזה
09:39
distributed throughout the network.
166
579330
2000
מפוזרות בכל ברשת.
09:41
And then the way that you process that data to get a result
167
581330
3000
ואז הדרך שאתם מעבדים מידע כדי לקבל תוצאה
09:44
is that you translate this pattern of activity into a new pattern of activity,
168
584330
4000
היא שאתם מתרגמים את התבנית הזו של פעילות לתבנית חדשה של פעילות,
09:48
just by it flowing through the network.
169
588330
3000
רק על ידי כך שהיא זורמת ברשת.
09:51
So you set up these connections
170
591330
2000
אז אתם מייצרים את הקשרים האלה,
09:53
such that the input pattern just flows
171
593330
3000
כך שהמידע הניכנס רק זורם
09:56
and generates the output pattern.
172
596330
2000
ויוצר את תבנית היציאה.
09:58
What you see here is that there's these redundant connections.
173
598330
4000
מה שאתם רואים כאן זה שיש את הקשרים העודפים.
10:02
So if this piece of data or this piece of the data gets clobbered,
174
602330
4000
כך שאם פיסת מידע זו או פיסת מידע זו נעלמת
10:06
it doesn't show up over here, these two pieces can activate the missing part
175
606330
5000
היא לא מופיעה כאן, שתי פיסות אלה יכולות לשחזר את החלק החסר
10:11
with these redundant connections.
176
611330
2000
בעזרת הקשרים העודפים.
10:13
So even when you go to these crappy devices
177
613330
2000
אז גם אם אתם הולכים לכלים הדפוקים האלה
10:15
where sometimes you want a one and you get a zero, and it doesn't show up,
178
615330
3000
בהם אתם לפעמים רוצים אחד ומקבלים אפס,
10:18
there's redundancy in the network
179
618330
2000
יש עודפים במערכת
10:20
that can actually recover the missing information.
180
620330
3000
שיכולים לשחזר את המידע החסר.
10:23
It makes the brain inherently robust.
181
623330
3000
זה עושה את המוח חסין מטבעו.
10:26
What you have here is a system where you store data locally.
182
626330
3000
מה שיש לכם פה היא מערכת בה אתם מאחסנים מידע מקומי.
10:29
And it's brittle, because each of these steps has to be flawless,
183
629330
4000
והיא שברירית, כי כל אחד מהשלבים צריך להיות מושלם,
10:33
otherwise you lose that data, whereas in the brain, you have a system
184
633330
3000
אחרת אתם מאבדים את המידע. לעומת זאת במוח, יש לכם מערכת
10:36
that stores data in a distributed way, and it's robust.
185
636330
4000
שמאכסנת מידע בצורה מפוזרת, והיא חסינה.
10:40
What I want to basically talk about is my dream,
186
640330
4000
מה שאני רוצה בעצם לדבר עליו הוא החלום שלי,
10:44
which is to build a computer that works like the brain.
187
644330
3000
שהוא לבנות מחשב שעובד כמו המוח.
10:47
This is something that we've been working on for the last couple of years.
188
647330
4000
זה משהו שאנחנו עובדים עליו במשך השנתיים האחרונות.
10:51
And I'm going to show you a system that we designed
189
651330
3000
ואני עומד להראות לכם מערכת שתיכננו
10:54
to model the retina,
190
654330
3000
למדל את הרשתית,
10:57
which is a piece of brain that lines the inside of your eyeball.
191
657330
5000
שהיא חלק מהמוח שמכסה את פנים גלגל העין.
11:02
We didn't do this by actually writing code, like you do in a computer.
192
662330
6000
לא עשינו זאת בעזרת כתיבת קוד, כמו שאתם עושים במחשב.
11:08
In fact, the processing that happens
193
668330
3000
למעשה, התהליך שמתרחש
11:11
in that little piece of brain is very similar
194
671330
2000
בחלק המוח הקטן הזה מאוד דומה
11:13
to the kind of processing that computers
195
673330
1000
לסוג החישובים שעושים מחשבים
11:14
do when they stream video over the Internet.
196
674330
4000
כשהם שולחים וידאו דרך האינטרנט.
11:18
They want to compress the information --
197
678330
1000
הם רוצים לכווץ את המידע --
11:19
they just want to send the changes, what's new in the image, and so on --
198
679330
4000
הם רק רוצים לשלוח את השינויים המתחדשים בתמונה וכך הלאה --
11:23
and that is how your eyeball
199
683330
3000
וככה גלגל העין שלכם
11:26
is able to squeeze all that information down to your optic nerve,
200
686330
3000
מסוגל לכווץ את כל האינפורמציה הזאת אל עצב הראייה,
11:29
to send to the rest of the brain.
201
689330
2000
כדי לשלוח אותה אל שאר המוח.
11:31
Instead of doing this in software, or doing those kinds of algorithms,
202
691330
3000
במקום לעשות זאת בעזרת תוכנה, או לעשות את הסוגים האלה של אלגוריתמים,
11:34
we went and talked to neurobiologists
203
694330
3000
הלכנו ודיברנו עם נוירו-ביולוגים
11:37
who have actually reverse engineered that piece of brain that's called the retina.
204
697330
4000
שבעצם ביצעו הנדסה הפוכה לחלק הזה של המוח שנקרא רשתית.
11:41
And they figured out all the different cells,
205
701330
2000
והפ פיענחו את כל התאים השונים,
11:43
and they figured out the network, and we just took that network
206
703330
3000
והם פיענחו את הרשת, ואנחנו פשוט לקחנו את הרשת הזאת
11:46
and we used it as the blueprint for the design of a silicon chip.
207
706330
4000
והשתמשנו בה כתשתית לעיצוב של שבב סיליקון.
11:50
So now the neurons are represented by little nodes or circuits on the chip,
208
710330
6000
אז עכשיו הנוירונים מיוצגים על ידי צמתים או מעגלים על השבב,
11:56
and the connections among the neurons are represented, actually modeled by transistors.
209
716330
5000
והקישורים בין הנוירונים בעצם ממודלים על ידי טרנזיסטורים
12:01
And these transistors are behaving essentially
210
721330
2000
והטרנזיסטורים האלה מתנהגים בעצם
12:03
just like ion channels behave in the brain.
211
723330
3000
בדיוק כמו שתעלות היונים מתנהגות במוח.
12:06
It will give you the same kind of robust architecture that I described.
212
726330
5000
זה יתן לכם בדיוק את אותו סוג של ארכיטקטורה חסינה שתיארתי.
12:11
Here is actually what our artificial eye looks like.
213
731330
4000
כך למעשה נראית העין המלאכותית שלנו.
12:15
The retina chip that we designed sits behind this lens here.
214
735330
5000
שבב הרשתית שעיצבנו יושב מאחורי העדשה הזו פה.
12:20
And the chip -- I'm going to show you a video
215
740330
2000
והשבב -- אני עומד להראות לכם וידאו
12:22
that the silicon retina put out of its output
216
742330
3000
שרשתית הסיליקון הוציאה בפלט
12:25
when it was looking at Kareem Zaghloul,
217
745330
3000
כשהיא הסתכלה על קארים זאגול,
12:28
who's the student who designed this chip.
218
748330
2000
שהוא הסטודנט שעיצב את השבב הזה.
12:30
Let me explain what you're going to see, OK,
219
750330
2000
תנו לי להסביר מה אתם עובדים לראות, אוקי.
12:32
because it's putting out different kinds of information,
220
752330
3000
כי זה מוציא סוגים שונים של מידע,
12:35
it's not as straightforward as a camera.
221
755330
2000
זה לא ישיר כמו מצלמה.
12:37
The retina chip extracts four different kinds of information.
222
757330
3000
שבב רשתית מחלץ ארבע סוגים של מידע.
12:40
It extracts regions with dark contrast,
223
760330
3000
הוא מחלץ אזורים עם ניגודיות כהה,
12:43
which will show up on the video as red.
224
763330
3000
שיופיעו על הוידאו באדום.
12:46
And it extracts regions with white or light contrast,
225
766330
4000
והוא מחלץ אזורים לבנים או בעלי ניגודיות בהירה,
12:50
which will show up on the video as green.
226
770330
2000
שיופיעו בוידאו בירוק.
12:52
This is Kareem's dark eyes
227
772330
2000
אלו הן העיניים הכהות של קארים
12:54
and that's the white background that you see here.
228
774330
3000
וזה הרקע הלבן שאתם רואים כאן.
12:57
And then it also extracts movement.
229
777330
2000
ואז הוא גם מחלץ תנועה.
12:59
When Kareem moves his head to the right,
230
779330
2000
כשקארים מזיז את ראשו לימין,
13:01
you will see this blue activity there;
231
781330
2000
אתם תראו את הפעילות הכחולה פה,
13:03
it represents regions where the contrast is increasing in the image,
232
783330
3000
זה מייצג אזורים בהם הניגודיות גדלה בתמונה,
13:06
that's where it's going from dark to light.
233
786330
3000
זה היכן שזה משתנה מכהה לבהיר.
13:09
And you also see this yellow activity,
234
789330
2000
ואתם גם רואים את הפעילות הצהובה הזאת,
13:11
which represents regions where contrast is decreasing;
235
791330
4000
שמייצגת אזורים בהם הניגודיות קטנה,
13:15
it's going from light to dark.
236
795330
2000
זה משתנה מבהיר לכהה.
13:17
And these four types of information --
237
797330
3000
וארבעה סוגי מידע אלה --
13:20
your optic nerve has about a million fibers in it,
238
800330
4000
בעצב הראייה שלכם יש בערך מיליון סיבים,
13:24
and 900,000 of those fibers
239
804330
3000
ו-900,000 מתוך הסיבים האלה
13:27
send these four types of information.
240
807330
2000
שולחים את ארבע הסוגים האלה של אינפורמציה.
13:29
So we are really duplicating the kind of signals that you have on the optic nerve.
241
809330
4000
אז אנחנו למעשה משכפלים את האותות שיש לכם בעצב הראיה.
13:33
What you notice here is that these snapshots
242
813330
3000
מה שאתם שמים אליו לב כאן הוא שהתמונות
13:36
taken from the output of the retina chip are very sparse, right?
243
816330
4000
שנלקחו מהפלט של שבב הרשתית הן מאוד דלילות.
13:40
It doesn't light up green everywhere in the background,
244
820330
2000
זה לא צבוע בירוק בכל מקום ברקע,
13:42
only on the edges, and then in the hair, and so on.
245
822330
3000
אלא רק בקצוות, וכך הלאה.
13:45
And this is the same thing you see
246
825330
1000
וזה אותו הדבר שאתם רואים
13:46
when people compress video to send: they want to make it very sparse,
247
826330
4000
כשאנשים מכווצים וידאו לשליחה: הם רוצים לעשות אות זה מאוד דליל,
13:50
because that file is smaller. And this is what the retina is doing,
248
830330
3000
כיוון שהקובץ הזה קטן יותר. וזה מה שהרשתית עושה,
13:53
and it's doing it just with the circuitry, and how this network of neurons
249
833330
4000
והיא עושה זאת רק באמצעות המעגלים, ואיך שהרשת הזאת של ניורונים
13:57
that are interacting in there, which we've captured on the chip.
250
837330
3000
שמתקשרים שם בפנים, שאנחנו תפסנו על השבב.
14:00
But the point that I want to make -- I'll show you up here.
251
840330
3000
אבל הנקודה שאני רוצה להעביר, אני אראה לכם כאן למעלה.
14:03
So this image here is going to look like these ones,
252
843330
3000
אז התמונה הזו כאן עומדת להיראות כמו אלה,
14:06
but here I'll show you that we can reconstruct the image,
253
846330
2000
אבל כאן אני אראה לכם שאנחנו יכולים להרכיב מחדש את התמונה,
14:08
so, you know, you can almost recognize Kareem in that top part there.
254
848330
5000
אז, אתם יודעים, אתם כמעט יכולים לזהות את קארים בחלק העליון הזה שם.
14:13
And so, here you go.
255
853330
2000
הנה.
14:24
Yes, so that's the idea.
256
864330
3000
כן, אז זה הרעיון.
14:27
When you stand still, you just see the light and dark contrasts.
257
867330
2000
כשאתם לא זזים, אתם רק רואים את הניגודיות הכהה והבהירה.
14:29
But when it's moving back and forth,
258
869330
2000
אבל כשאתם זזים הלוך ושוב,
14:31
the retina picks up these changes.
259
871330
3000
הרשתית קולטת את השינויים האלה.
14:34
And that's why, you know, when you're sitting here
260
874330
1000
וזו הסיבה, אתם יודעים, כשאתם יושבים כאן
14:35
and something happens in your background,
261
875330
2000
ומשהו קורה ברקע שלכם,
14:37
you merely move your eyes to it.
262
877330
2000
אתם רק מזיזים את העיניים אליו.
14:39
There are these cells that detect change
263
879330
2000
יש את התאים האלה שמזהים שינויים
14:41
and you move your attention to it.
264
881330
2000
ואתם מסיטים את תשומת הלב שלכם לזה.
14:43
So those are very important for catching somebody
265
883330
2000
אז אלו מאוד חשובים בשביל לתפוס מישהו
14:45
who's trying to sneak up on you.
266
885330
2000
שמנסה להתגנב מאחוריכם.
14:47
Let me just end by saying that this is what happens
267
887330
3000
תנו לי רק לסיים ולהגיד לכם שזה מה שקורה
14:50
when you put Africa in a piano, OK.
268
890330
3000
כשאתה מכניס את אפריקה לפסנתר, אוקי.
14:53
This is a steel drum here that has been modified,
269
893330
3000
זהו תוף ברזל כאן שעבר שינוי,
14:56
and that's what happens when you put Africa in a piano.
270
896330
3000
וזה מה שקורה כשאתה מכניס את אפריקה לפסנתר.
14:59
And what I would like us to do is put Africa in the computer,
271
899330
4000
ומה שאני הייתי רוצה שנעשה, זה להכניס את אפריקה למחשב,
15:03
and come up with a new kind of computer
272
903330
2000
ולהמציא סוג חדש של מחשב
15:05
that will generate thought, imagination, be creative and things like that.
273
905330
3000
שייצר מחשבות, דמיון, יצירתיות ודברים כאלה.
15:08
Thank you.
274
908330
2000
תודה.
15:10
(Applause)
275
910330
2000
(מחיאות כפיים)
15:12
Chris Anderson: Question for you, Kwabena.
276
912330
2000
כריס אנדרסון: שאלה אלייך, קוואבנה.
15:14
Do you put together in your mind the work you're doing,
277
914330
4000
האם אתה מחבר בדמיונך את העבודה שאתה עושה,
15:18
the future of Africa, this conference --
278
918330
3000
העתיד של אפריקה, הכנס הזה --
15:21
what connections can we make, if any, between them?
279
921330
3000
איזה קישורים אנחנו יכולים לעשות, אם בכלל, ביניהם?
15:24
Kwabena Boahen: Yes, like I said at the beginning,
280
924330
2000
קוואבנה בואהן: כן. כמו שאמרתי בהתחלה.
15:26
I got my first computer when I was a teenager, growing up in Accra.
281
926330
4000
קיבלתי את המחשב הראשון שלי כשהייתי נער מתבגר באקרה.
15:30
And I had this gut reaction that this was the wrong way to do it.
282
930330
4000
והייתה לי תחושת בטן שזו לא הדרך הנכונה לעשות זאת.
15:34
It was very brute force; it was very inelegant.
283
934330
3000
זה היה מאוד כוחני, זה היה מאוד לא אלגנטי.
15:37
I don't think that I would've had that reaction,
284
937330
2000
אני לא חושב שהיתה לי התגובה הזאת,
15:39
if I'd grown up reading all this science fiction,
285
939330
3000
אם הייתי גדל בקריאת כל המדע הבדיוני הזה,
15:42
hearing about RD2D2, whatever it was called, and just -- you know,
286
942330
4000
שומע על RD2D2, איך שלא קראו לזה, ורק -- אתה יודע,
15:46
buying into this hype about computers.
287
946330
1000
נשאב לתוך ההגזמה הזאת על מחשבים.
15:47
I was coming at it from a different perspective,
288
947330
2000
אני הסתכלתי על זה מפרספקטיבה אחרת,
15:49
where I was bringing that different perspective
289
949330
2000
והבאתי את הפרספקטיבה האחרת הזאת
15:51
to bear on the problem.
290
951330
2000
להתבוננות על הבעיה.
15:53
And I think a lot of people in Africa have this different perspective,
291
953330
3000
ואני חושב שלהרבה אנשים באפריקה יש את הפרספקטיבה האחרת הזאת,
15:56
and I think that's going to impact technology.
292
956330
2000
ואני חושב שזה הולך להשפיע על הטכנולוגיה.
15:58
And that's going to impact how it's going to evolve.
293
958330
2000
וזה הולך להשפיע על צורת ההתפתחות שלה.
16:00
And I think you're going to be able to see, use that infusion,
294
960330
2000
ואני חושב שאתם תוכלו לראות, להשתמש בהיתוך הזה,
16:02
to come up with new things,
295
962330
2000
כדי להמציא דברים חדשים,
16:04
because you're coming from a different perspective.
296
964330
3000
כי אתם מגיעים מפרספקטיבה אחרת.
16:07
I think we can contribute. We can dream like everybody else.
297
967330
4000
אני חושב שאנחנו יכולים לתרום, אנחנו יכולים לחלום כמו כל אחד אחר.
16:11
CA: Thanks Kwabena, that was really interesting.
298
971330
2000
כריס אנדרסון: תודה קוואבנה, זה היה מאוד מעניין.
16:13
Thank you.
299
973330
1000
תודה לך.
16:14
(Applause)
300
974330
2000
(מחיאות כפיים)
על אתר זה

אתר זה יציג בפניכם סרטוני YouTube המועילים ללימוד אנגלית. תוכלו לראות שיעורי אנגלית המועברים על ידי מורים מהשורה הראשונה מרחבי העולם. לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית המוצגות בכל דף וידאו כדי להפעיל את הסרטון משם. הכתוביות גוללות בסנכרון עם הפעלת הווידאו. אם יש לך הערות או בקשות, אנא צור איתנו קשר באמצעות טופס יצירת קשר זה.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7