Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Computer suchen ihre Nachfolger

20.09.2011
Human Brain Project geht neue Wege

Führende europäische Wissenschaftler bereiten derzeit das Human Brain Project vor, welches die Erforschung der Funktionsprinzipen des Gehirns eng mit möglichen Anwendungen in der Informationswissenschaft verbinden soll.

Für die Erfassung neurobiologischer Daten und deren Speicherung, die Simulation auf Hochleistungsrechnern, die Entwicklung von mathematischen Theorien und fundamental neuen Hardwarearchitekturen sollen europaweit leistungsfähige und vernetzte Forschungs- und Entwicklungszentren aufgebaut werden.

Im bereits laufenden BrainScaleS-Projekt, welches hierzu wissenschaftliche und technische Grundlagen liefert, werden auf einem Silizium-Wafer etwa 200 000 elektronische Neuronen mit 50 Millionen lernenden Synapsen vernetzt. Deren zeitliche Entwicklung kann mit diesem elektronischen Modell 10 000 Mal schneller nachgebildet werden als beim biologischen Vorbild.

Mit 100 Milliarden Nervenzellen und zehntausend Mal so vielen Verbindungen stellt das menschliche Gehirn die vielleicht größte Herausforderung für den Wissensdurst des Menschen dar. Das Gehirn unterscheidet sich fundamental von anderen komplexen Systemen in der Natur: Es kann selbst Information registrieren, verarbeiten und reflektieren. Dabei sind seine Energieeffizienz sowie seine Lern- und Entwicklungsfähigkeit bis heute unerreichbare Traumziele für Computerwissenschaftler.

Die phantastische Vielfalt der Natur ist ein Ergebnis der komplexen Wechselwirkung ihrer mikroskopischen Bestandteile. Bereits seit Jahren liefern Simulationen auf Hochleistungsrechnern wie JUGENE am Forschungszentrum Jülich Wissenschaftlern tiefe Einblicke in faszinierende Prozesse der Strukturbildung. Von den Skalen des Universums bis hinunter zur Masse des Protons erhalten die Wissenschaftler heute fundamentale Einsichten mithilfe extrem leistungsfähiger Rechner.

Das geplante Human Brain Project (HBP) geht nun einen Weg, der sich in seinem europäisch integrierten Ansatz an Großprojekten anderer Wissenschaftszweige orientiert. Das Forschungszentrum Jülich übernimmt im HBP gemeinsam mit deutschen Universitäten zentrale Aufgaben. Jülich kombiniert bereits heute experimentelle und computerbasierte Neurowissenschaften mit dem leistungsfähigsten Computer Europas an einem Standort. Die enge Kooperation mit Herstellern wie IBM bietet eine Basis für Synergien bei der Entwicklung zukünftiger Computerarchitekturen. Prinzipien des Gehirns sollen nun nicht nur durch Computer erforscht werden, sondern auf diese Weise direkt in neue Computerarchitekturen Eingang finden.

Grundlegende Arbeiten auf dem Gebiet sogenannter neuromorpher Systeme werden bereits seit Jahren an der Universität Heidelberg durchgeführt. Im Rahmen des derzeit laufenden europäischen BrainScaleS-Projektes werden auf Silizium-Wafern 200 000 elektronische Nervenzellen mit 50 Millionen elektronischen Synapsen vernetzt. Synapsen sind in der Natur für die Signalübertragung zwischen den Neuronen zuständig. Mit dem elektronischen Modell aus neuronalen Schaltkreisen lässt sich unter anderem untersuchen, wie sich lernende Synapsen entwickeln, und zwar 10 000 Mal schneller, als dies in der Natur geschieht. Das neuromorphe System ahmt die Eigenschaften biologischer Synapsen nach, die durch Änderung der Stärke ihrer Signalübertragung dem Gehirn das Lernen ermöglichen.

Deutschland ist mit seiner Spitzenforschung im Supercomputing, der neuromorphen Hardware und der Theorie an den Universitäten und Forschungszentren in einer hervorragenden Ausgangsposition. Entscheidende Grundlagen aus dem neurowissenschaftlichen Bereich wurden hier während der letzten Jahre gelegt. Wie bei anderen großen wissenschaftlichen Herausforderungen in der Vergangenheit kann dieses Potenzial aber nur genutzt werden, wenn Wissenschaftler der verschiedenen Disziplinen eng zusammenarbeiten. Die Forscher erhoffen sich, mit der in dieser Größenordnung erstmaligen Zusammenarbeit der verschiedenen Disziplinen und verschiedenen Wissenschaftsstandorte den internationalen Vorsprung weiter auszubauen und der Industrie völlig neuartige Computertechnologien zur Verfügung stellen zu können.

Das HBP wird von dem Neurowissenschaftler Henry Markram von der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) und dem Heidelberger Physiker Karlheinz Meier koordiniert. Beide Wissenschaftler haben in der Vergangenheit erfolgreich Verbundprojekte wie BlueBrain und FACETS initiiert und durchgeführt. Die Vorbereitungsarbeiten für das HBP erfolgen im Rahmen einer europäischen Flagship-Initiative des Future Emerging Technologies (FET) Programms. Erfolgreiche Flagship-Projekte mit einer europäischen Perspektive für Wissenschaft, Industrie und Gesellschaft sollen für einen Zeitraum von zehn Jahren gefördert werden.

Weitere Informationen:
http://www.humanbrainproject.eu/
http://cordis.europa.eu/fp7/ict/programme/fet/flagship/
http://www.fz-juelich.de/portal/DE/Forschung/Informationstechnologie/Supercomputer/_node.html
http://www.brainscales.org
http://www.facets-project.org
http://bluebrain.epfl.ch/
Ansprechpartner:
Prof. Katrin Amunts
Strukturelle und funktionelle Organisation des Gehirns Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-1)
Tel.: 02461 61-4300
k.amunts@fz-juelich.de
Prof. Markus Diesmann
Computational and Systems Neuroscience
Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-6)
Tel.: 02461 61-9301
m.diesmann@fz-juelich.de
Prof. Thomas Lippert
Jülich Supercomputing Centre
Institute for Advanced Simulation
Tel.: 02461 61-3173
th.lippert@fz-juelich.de
Pressekontakt:
Annette Stettien
Tel.: 02461 61-2388
a.stettien@fz-juelich.de

Annette Stettien | Forschungszentrum Juelich GmbH
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Living: VDE-Institut entwickelt Cloud-basierte interoperable Testplattform
15.02.2017 | VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

nachricht Saarbrücker Informatiker machen „Augmented Reality“ fotorealistisch
15.02.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Im Focus: Weltweit genaueste und stabilste transportable optische Uhr

Optische Strontiumuhr der PTB in einem PKW-Anhänger – für geodätische Untersuchungen, weltweite Uhrenvergleiche und schließlich auch eine neue SI-Sekunde

Optische Uhren sind noch genauer als die Cäsium-Atomuhren, die gegenwärtig die Zeit „machen“. Außerdem benötigen sie nur ein Hundertstel der Messdauer, um eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

Ökologischer Landbau: Experten diskutieren Beitrag zum Grundwasserschutz

17.02.2017 | Veranstaltungen

Von DigiCash bis Bitcoin

16.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks

17.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

LODENFREY setzt auf das Workforce Mangement von GFOS

17.02.2017 | Unternehmensmeldung

50 Jahre JULABO : Erfahrung – Können & Weiterentwicklung!

17.02.2017 | Unternehmensmeldung