Doc. dr. Iztok Kramberger, FERI UM Ljudje smo spolni organi tehnologije -- 25. 4. 2012

1. Iztok Kramberger
Ljudje smo spolni organi
tehnologije

2. Čar generacij …
• Svoj prvi program sem napisal na
pisalni stroj!
(Gregor Donaj)
• We don’t think, we google!
(mobilni operater)

3. Čar desetletja …
SANDIA ASCI RED SONY PLAYSTATION 3
1997 2006
1.8 teraflops 1.8 teraflops
150 m2 0.08 m2
800.000 W < 200 W

4. Čar razvoja …
• Biološka inspiracija ali muha enodnevnica?
AIM 9X Sidewinder Komar (Culex pipiens)
Teža: ~85 kg Teža: ~2 g
Cena: ~100k USD Cena: prosto dostopno
Oba imata izjemno učinkovit IR sistem vodenja, vendar komar
lahko naredi še kaj drugega (reprodukcija).

5. Moore-ov zakon …
• 1993 – Numerical Wind Tunnel • 2004 – BlueGene/L
– 140 jeder, 235 Gflops – 32.768 jeder, 91.750 Gflops
• 1996 – CP-PACS/2048 • 2005 – BlueGene/L
– 2.048 jeder, 614 Gflops – 131.072 jeder, 367.000 Gflops
• 1997 – ASCI Red • 2007 – BlueGene/L
– 9.152 jeder, 1.830 Gflops – 212.992 jeder, 596.378 Gflops
• 1999 – ASCI Red • 2008 – Roadrunner
– 9.632 jeder, 3.207 Gflops – 129.600 jeder, 1.456.704 Gflops
• 2000 – ASCI White • 2009 – Jaguar
– 8.192 jeder, 12.288 Gflops – 224.162 jeder, 2.331.000 Gflops
• 2002 – Earth-Simulator • 2010 – Tianhe-1A
– 5.120 jeder, 40.960 Gflops – 186.368 jeder, 4.701.000 Gflops

6. Ne-ublažen pritisk …
• 2010 – 22 nm elementi tranzistorjev
– odstotek napak se povečuje
• 2018 – predvideno 18 nm
– atomski procesi posegajo v funkcionalnost tranzistorja
• večanje zapornih tokov in tunelski efekt
skozi oksidno plast vrat

7. Ekonomija možganov …
• "outside-in" and "bottom-up“ pristopa sta
komplementarna
• oblikovanje organizacije možganov
– ekonomski kompromis adaptivnega zniževanja
stroškov med “ožičenjem” in vrednostjo
topoloških vzorcev

8. Velika možganska dirka …
• 1016 - 1017 FLOPS (2014)
– potrebno za simulacijo možganov
podgane
• 1019 - 1020 FLOPS (2025)
– potrebno za nevrološko simulacijo
človeških možganov

9. Pomnilno-procesna celica …
• Primerjava poti hipotetičnega bita podatkov
– razlika med arhitekturo možganov in standardnega
računalnika

10. Pomnilno-procesna celica …
• Korelacijsko učenje s pomočjo memristorja
– medcelične povezave kot simulacija sinaptičnih
povezav

11. Možganski vmesniki …
• Človeški možgani predstavljajo kompleksen sistem, ki
izraža bogato časovno-prostorsko dinamiko
– neposredno merjenje kortične aktivnosti (EEG, MEG)
• zaznavanje ritmičnih ali manj ritmičnih nihanj zunaj celičnih tokov
možganske skorje in nekaterih globljih struktur
Kaj
razmišljaš?
Ne vem…
Pa ti?

12. Pripomočki za invalide …
• Elektronsko sledenje premikov oči

13. Možganski vmesniki …
• Vizualno izzvani potenciali enakomernega stanja
– najbolj obetavnih modalnost ne-invazivnih
možganskih vmesnikov
• preprosta namestitev, kratek čas treninga, visoka
informacijska prenosna hitrost
– merjeno kot EEG signalizacija na zatilnični regiji

14. Možganski vmesniki …
• Binokularno vzbujanje s fazno razliko med očesi
– odvzem signala na O1 in O2
– poveča število hkratnih simbolov – ITR
– zmanjša neprijeten občutek
f=f1=f2, ϕ2≠ ϕ1

15. Možganski vmesniki …
Spektralni SSVEP odziv
1
Stimulacija
Odziv
Normiran odziv (dB)
0
-1
-2
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Frekvenca (Hz)

16. Možganski vmesniki …
SSVEP odziv pri vzbujanju f=21 Hz
8
6
Amplituda (µV)
4
2
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64
Frekvenca (Hz)

17. Možganski vmesniki …
• SSVEP odzivi (višji harmoniki)
6
4
2
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64
f1=9Hz, f2=14Hz, 2f2+f1 (37Hz)
6
4
2
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64
f1=9Hz, f2=14Hz, f2-f1 (5Hz), 3f1(27Hz), 3f2-f1(33HZ)