Chip Komputer Kini Mampu Meniru Kemampuan Otak Manusia

Para peneliti berhasil mengembangkan komputer yang dapat memiliki kemampuan seperti seperti sistem kerja otak manusia. Dengan sistem kecerdasan buatan yang dapat belajar terus menerus, maka komputer dapat meniru otak manusia dengan beradaptasi dengan lingkungan yang selalu berubah.

Banyak karya fiksi ilmiah telah dibuat berdasarkan gagasan bahwa mesin akan menjadi semakin manusiawi. Film dokumenter The Singularity yang diproduksi pada 2012 bahkan menceritakan pencapaian skala besar dalam dunia kecerdasan buatan (AI) dan pembelajaran mesin.
Mesin yang berpikir, belajar, dan membuat keputusan dengan cara yang sama seperti yang dilakukan manusia telah menjadi objek ketakutan spekulatif bahkan ketika para ilmuwan dan insinyur berupaya untuk menciptakannya.
Salah satu perkembangan menarik dalam dunia kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin dicapai oleh para peneliti di Universitas Purdue. Mereka sedang membangun perangkat keras yang terinspirasi otak manusia untuk kecerdasan buatan untuk membantu AI belajar terus menerus dari waktu ke waktu.
Tujuan dari proyek ini adalah untuk membuat AI lebih portabel sehingga dapat digunakan di lingkungan yang terisolasi seperti di robot di luar angkasa atau untuk kendaraan otonom. Dengan menanamkan AI langsung ke perangkat keras daripada menjalankannya sebagai perangkat lunak, mesin ini dapat beroperasi lebih efisien.
Langkah yang dilakukan tim Universitas Purdue adalah dengan membangun perangkat keras baru yang dapat diprogram ulang sesuai permintaan melalui pulsa listrik (electric pulse). Tim mengklaim bahwa kemampuan beradaptasi ini akan memungkinkan perangkat untuk mengambil semua fungsi yang diperlukan untuk membangun komputer yang terinspirasi sistem kerja otak.
Sistem AI yang dikembangkan pada komputer akan membangun sistem AI yang dapat belajar terus menerus.
"Ketika sistem AI belajar terus-menerus di lingkungan, mereka dapat beradaptasi dengan dunia yang berubah dari waktu ke waktu," ucap pakar AI dari Stevens Institute of Technology, Jordan Suchow, kepada Lifewire.
Dalam makalahnya di jurnal Science, tim peneliti menjelaskan bagaimana chip komputer dapat secara dinamis mengatur ulang diri mereka sendiri untuk mengambil data baru dengan cara yang sama seperti yang dilakukan otak. Pendekatan ini dapat membantu AI terus belajar dari waktu ke waktu.
"Otak makhluk hidup dapat terus belajar sepanjang masa hidup mereka. Kami sekarang telah menciptakan platform buatan untuk mesin untuk belajar sepanjang masa hidup mereka," kata salah satu penulis makalah, Shriram Ramanathan.

Belajar Melalui Imajinasi
Perangkat keras yang dirancang oleh tim Ramanathan adalah perangkat persegi panjang kecil yang terbuat dari bahan yang disebut nikelat perovskit (perovskite nickelate) yang sangat sensitif terhadap hidrogen.
Dengan menerapkan pulsa listrik pada tegangan yang berbeda, memungkinkan perangkat untuk mengocok konsentrasi ion hidrogen dalam hitungan nanodetik, menciptakan keadaan yang para peneliti temukan, dapat dipetakan ke fungsi yang sesuai di otak.
Ketika perangkat memiliki lebih banyak hidrogen di dekat pusatnya, misalnya, ia dapat bertindak sebagai neuron, sel saraf tunggal. Dengan sedikit hidrogen di lokasi itu, perangkat berfungsi sebagai sinaps, koneksi antar neuron, yang digunakan otak untuk menyimpan memori di sirkuit saraf yang kompleks.
"Jika kita ingin membangun komputer atau mesin yang terinspirasi oleh otak, maka sejalan dengan itu, kita ingin memiliki kemampuan untuk terus memprogram, memprogram ulang, dan mengganti chip," kata Ramanathan.
"Banyak sistem AI modern beradaptasi dengan informasi baru ketika dilatih ulang," kata David Kanter, Direktur Eksekutif MLCommons, sebuah konsorsium teknik terbuka yang didedikasikan untuk meningkatkan pembelajaran mesin, mengatakan dalam sebuah email.
"Dunia adalah tempat yang dinamis secara intrinsik, dan pada akhirnya pembelajaran mesin dan AI harus beradaptasi dengan ini," imbuh Kanter.
Ia mencontohkan, sistem pengenalan suara pada tahun 2022 yang tidak 'tahu' tentang Covid-19 atau virus korona akan kehilangan aspek besar dunia modern. Demikian pula, kendaraan otonom harus beradaptasi dengan perubahan jalan, penutupan jembatan, atau bahkan suhu rendah membuat jalan menjadi sedingin es.
CEO perusahaan AI Fusemachine Sameer Maskey, menuturkan, meskipun sistem AI yang belajar sepenuhnya dengan sendirinya sebagian besar masih berupa konsep, banyak contoh yang mendekati. Salah satu sistem belajar mandiri ini menjadi berita ketika sistem AI mengalahkan manusia di game Go.
"AlphaGo adalah AI pertama DeepMind yang mengalahkan pemain Go profesional," tambah Maskey. "Franchise game mereka telah menjadi batu loncatan dengan setiap tambahan baru mengadopsi kemajuan menuju AI yang terus belajar," imbuh dia.
Sistem AI masa depan akan mencari informasi yang mereka butuhkan untuk membuat keputusan yang baik dan mengambil tindakan yang tepat, demikian prediksi Suchow. Komputer canggih itu akan menghindari kesalahan mahal dengan belajar dari simulasi pengalaman mereka sendiri. Misalnya, melalui "permainan mandiri", AI dapat membayangkan hasil interaksi yang dimilikinya dengan salinan dirinya sendiri.
Ia memaparkan, sistem AI mirip dengan bagaimana manusia bisa belajar melalui imajinasi, meramalkan hasil yang buruk tanpa perlu mengalaminya secara langsung. "Sistem AI akan mempelajari strategi pembelajaran yang lebih efektif, seperti halnya siswa dapat mengarahkan waktu dan perhatian mereka tidak hanya pada konten substantif dari apa yang mereka pelajari, tetapi juga pada proses pembelajaran itu sendiri," terang dia. hay/I-1

Komputasi Biologis Antar Neuron Bertegangan Rendah

Sistem kerja komputer yang menyerupai otak seperti manusia juga saat ini menjadi kajian para peneliti. Tim dari para para insinyur dari University of Massachusetts Amherst (UMass Amherst), tengah merancang perangkat yang secara efisien meniru sinapsis otak manusia.
Terobosan dalam komputasi neuromorfik (neuromorphic), telah terbukti membawa sinyal antar neuron menggunakan tegangan listrik yang sangat rendah. Sebelumnya hal ini merupakan tantangan yang sangat besar untuk diselesaikan oleh para peneliti.
"Komputasi neuromorfik adalah konsep kompleks meniru operasi otak biologis untuk membantu komputer dan mesin yang dipimpin kecerdasan buatan di masa depan. Sistem ini di masa depan dapat menghadapi ketidakpastian, ambiguitas, dan kontradiksi yang ada di dunia alami," menurut raksasa teknologi AS, Intel.
"Tantangan utama dalam penelitian neuromorfik adalah mencocokkan fleksibilitas manusia, dan kemampuan untuk belajar dari rangsangan yang tidak terstruktur dengan efisiensi energi otak manusia," imbuh perusahaan itu.
Para peneliti dari universitas tersebut telah mengungkapkan analisis yang menunjukkan bahwa kabel nano protein yang dipanen dari bakteri yang dikenal sebagai Geobacter dimana kabel itu menjadi kunci dalam membuka misteri dalam mereplikasi tingkat daya rendah yang digunakan otak manusia untuk mengirim sinyal.
Para peneliti mengatakan bahwa sementara komputer konvensional beroperasi pada daya lebih dari satu volt, otak memuntahkan sinyal antar neuron pada daya berkali-kali lebih rendah yaitu pada tegangan listrik sekitar 80 milivolt.
Dalam publikasikan di Nature Communications, menampilkan pembuatan jenis baru memristor (memory resistors) yang menggunakan kawat nano protein semacam itu untuk mencapai tegangan neurologis yang serupa.
"Ini adalah pertama kalinya sebuah perangkat dapat berfungsi pada tingkat tegangan yang sama dengan otak," kata peneliti teknik dan rekan penulis makalah penelitian, Jun Yao.
"Orang-orang mungkin bahkan tidak berani berharap bahwa kami dapat membuat perangkat yang hemat daya seperti rekan biologis di otak, tetapi sekarang kami memiliki bukti realistis tentang kemampuan komputasi daya sangat rendah," lanjut Yao.
"Perangkat memristor telah menjadi 'kandidat' yang menjanjikan untuk meniru komputasi biologis," kata Tianda Fu, kandidat Ph.D. dalam teknik listrik dan komputer dan penulis pertama dalam penelitian ini. hay/I-1