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Dresdner bauen mit am ersten Computer-Gehirn

Aus Sachsen kommt die Mikroelektronik für den Superrechner. Der soll dann auch Krankheitsursachen entschlüsseln.

© Amac Garbe

Von Jana Mundus

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Dresden. Es wird der erste Supercomputer weltweit, der wie das menschliche Gehirn arbeitet. Vernetzt, schnell, effizient und nach einer völlig neuen Logik. Er kann Dinge berechnen, die bisher nicht berechenbar sind. Seit 2013 läuft ein europaweites Großprojekt – das Human Brain Project, in das 470 Millionen Euro investiert werden. Wissenschaftler der TU Dresden bauen die Elektronik dafür.

Heutige Computer lösen Rechenaufgaben zwar viel schneller als Menschen. Mit den besonderen Fähigkeiten des Gehirns können sie jedoch nicht mithalten. Der Computer rechnet, der Mensch denkt. Die Bauteile aus Dresden können nun aber nicht nur rechnen, sie ahmen auch die Arbeit des Gehirns nach. Dafür koppeln die Wissenschaftler von der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Tausende kleine Prozessoren, wie sie auch in Smartphones zu finden sind. Die Neuronen des Gehirns, die einzelnen lebenden Zellen, werden durch Computerprogramme auf diesen Chips simuliert.

In dieser Woche präsentieren die Dresdner ihre Entwicklung auf einer Konferenz in den USA. Ihr sogenannter Spinnaker-Chip hat eine Rechenleistung von 36 Milliarden Anweisungen pro Sekunde und Watt und ist damit schon nah dran am Gehirn. Die Dresdner Forscher wollen in den nächsten Jahren weiter an ihrer Idee arbeiten. Bis 2020 soll ein Chip entstehen, mit dessen Hilfe letztendlich die Arbeit von knapp 80 Milliarden Neuronen in unserem Gehirn nachgeahmt werden kann.

Mit dieser Entwicklung sind in Zukunft Hirnsimulationen in Echtzeit möglich, werden Vorgänge im Kopf begreifbar. Das betrifft das normal denkende Gehirn, aber auch das erkrankte. Größter Vorteil der neuen Bauteile: Sie sind lernfähig. Durch ein mathematisches Belohnungssystem in ihrer Programmierung entwickeln sie sich weiter. Es entsteht eine vollkommen neue Generation von Computern und Robotern mit künstlicher Intelligenz.

Ein Prototyp dieses elektronischen Gehirns wird bis 2021 in Dresden aufgestellt. Das braucht Platz; insgesamt zehn Serverschränke sind dafür notwendig. Derzeit werden die Gelder dafür beantragt. Insgesamt knapp acht Millionen Euro sind notwendig, schätzt Christian Mayr, Professor für Hochparallele VLSI-Systeme und Neuromikroelektronik an der TU Dresden.

Die Forschungsarbeit ist nur ein Puzzleteil im Human Brain Project. Beteiligt sind über 100 Wissenschaftseinrichtungen in ganz Europa. Ziel des Projekts ist es, verschiedene Bereiche der Hirnforschung miteinander zu verknüpfen: Medizin, Biologie und Informatik. Das Wissen um das Gehirn soll ebenso dabei helfen, neue Computer zu bauen wie Hirnerkrankungen zu erforschen.