Trends & News | News

Supercomputer simuliert Neuronen

Wissenschaftler aus Japan und Jülich haben erstmals alle 82 944 Prozessoren des K Supercomputers im RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) auf einen Streich benutzt. Der Rechner steht auf Platz vier der aktuellen (41.) Liste der Supercomputer (c’t 15/13, S. 23) und diente den Wissenschaftlern dazu, ein neuronales Netzwerk mit 1,73 Milliarden Neuronen zu simulieren. Die über 10,4 Billionen Verbindungen dazwischen bilden statistisch die Verschaltung von Nervenzellen beim Menschen nach. Trotz der Größe und Komplexität, die bei dieser Simulation erstmals erreicht worden sein soll, entspricht die Zahl der Neuronen gerade mal rund einem Prozent der Nervenzellen in einem menschlichen Gehirn.

Eigens für die Simulation wurde eine neue Version der Open-Source-Software NEST entwickelt, die Wissenschaftler weltweit frei verwenden können (siehe c’t-Link). Die Simulation belegte etwa ein Petabyte Speicher und lief 40 Minuten, um eine Sekunde neuronale Aktivität zu simulieren. Jedes Neuron war dabei im Schnitt 4,4-mal aktiv, was der Informationsverarbeitungsrate im menschlichen Gehirn entsprechen soll. Neurowissenschaftlich gesehen ist die Simulation allerdings nur eine Vorstudie, die zeigt, was technisch machbar ist. Erkenntnisse zur Verknüpfungen von Strukturen im menschlichen Gehirn sind in das zugrunde liegende Modell nicht eingeflossen, stattdessen wurden die Nervenzellen zufällig miteinander verknüpft. Lediglich die Dichte der Verschaltung entspricht dem menschlichen Vorbild. Die Simulation soll allerdings genauer arbeiten als bisherige Modelle: „Mit 24 Byte für jede Synapse zwischen den erregenden Nervenzellen lassen sich die biologischen Vorgänge sehr genau abbilden. Man könnte so beispielsweise feststellen, wie sich die Eigenschaften dieser Verbindungen zwischen den Nervenzellen ändern, wenn das Gehirn etwas Neues lernt“, meint die Neurowissenschaftlerin Abigail Morrison vom Forschungszentrum Jülich, das auch am milliardenschweren Human Brain Project beteiligt ist (c’t 5/13, S. 40). (pek)

Humanoide im Weltraum

Die japanische Weltraumagentur JAXA hat einen 34 Zentimeter großen und rund einen Kilogramm schweren humanoiden Roboter zur internationalen Raumstation ISS eingeschifft. Auf dem „Kirobo“ genannten mechanische Kerlchen läuft Software für Bild- und Spracherkennung, außerdem verfügt der Roboter über Sprachausgabe und kann diverse stereotype Gesten ausführen, etwa auf sich selbst deuten oder mit dem Kopf nicken. Da der Roboter nur japanisch beherrscht, soll sein primärer Ansprechpartner auf der Station der japanische Astronaut Koichi Wakata sein, der Kommandant der kommenden ISS-Expedition 39. Ob der Roboter diesem mit seinen nachgeahmt-menschlichen Verhaltensweisen eine emotionale Stütze während des langen Aufenthalts im All sein kann, ist das Forschungsziel seiner Reise. Nach 18 Monaten geht diese zu Ende – anschließend sollen Kirobos Artgenossen auf der Erde möglicherweise einsamen alten Menschen in Japan Gesellschaft leisten. (pek)

Uni-Satellit

In der Raumfahrt kommt normalerweise ältere Computerhardware zum Einsatz, die sich in der Praxis bewährt hat – der Rechner in der Kleinsatellitenplattform „Flying Laptop“ hingegen soll dem aktuellen Stand der Technik entsprechen. So baut er auf strahlungsresistente Chips auf, was die Lebensdauer des Computers im Orbit verlängern soll. Die Satellitenplattform wird vom Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart in Kooperation mit der baden-württembergischen Raumfahrtindustrie entwickelt. Im kommenden Jahr soll ein Flying-Laptop-Kleinsatellit ins All starten und mit drei Kamerasystemen unter anderem Bewegungen von Schiffen und die Vegetation auf der Erdoberfläche erfassen. Der 60 cm × 70 cm × 80 cm messende und rund 120 Kilogramm schwere Satellit soll die Erde dabei in einem niedrigen polaren Orbit in rund 700 Kilometer Höhe umkreisen. Die Entwicklung der Plattform, der Bau des Satelliten sowie sein späterer Betrieb von der institutseigenen Bodenstation aus liegen hauptsächlich in den Händen von Doktoranden und Studenten des IRS. (pek)

Artikel kostenlos herunterladen

weiterführende Links